차    례

대  기  편

제 1 장  총    칙

제 2 장  일반시험방법

제 1 항 화학분석 일반사항

제 2 항 가스크로마토그래피법

제 3 항 흡광 광도법

제 4 항 원자흡광 광도법

제 5 항 비 분산 적외선 분석법

제 6 항 이온 크로마토그래피법

제 3 장  배출 허용기준 시험방법

제 1 절 시료체취방법

제 1 항 가스상물질

제 2 항 입자상물질

제 2 절 항목별 시험방법

제 1 항 먼지[반자동채취기, 수동식(조립) 방법]

제 2 항 비산먼지(하이볼륨 에어샘플러법, 불투명도법)

제 3 항 암모니아(인도페놀법, 중화적정법)

제 4 항 일산화탄소(비분산적외선 분석법)

제 5 항 염화수소(티오시안산 제이수은법, 질산은법)

제 6 항 염소(오르토 톨리딘법)

제 7 항 황산화물[침전적정법(아르세나조Ⅲ법), 중화적정법]

제 8 항 질소산화물(아연환원 나프틸 에틸렌 디아민법, 페놀디 슬폰산법)

제 9 항 이황화탄소(흡광광도법, 가스크로마토그래피법)

제10항 프름알데히드(크로모트로핀산법, 아세틸 아세톤법)

제11항 황화수소[흡광광도법(메틸렌블루우법), 용량법(요오도적정법)]

제12항 불소화합물[흡광광도법(란탄-알리자린 콤플렉손법),

용량법(질산토륨-네오트린법)]

제13항 시안화수소(질산은적정법, 피리딘 피라졸론법)

제14항 브롬화합물(흡광광도법(티오시안산제2수은법)

적정법(치아염소산염법)

제15항 벤젠[흡광광도법(메틸에틸케톤법), 가스크로마토그래피법]

제16항 페놀화합물(흡광광도법(4-아미노 안티피린법),

가스크로마토그래피법)

제17항 비소화합물(흡광광도법, 원자흡광광도법)

제18항 카드뮴화합물(원자흡광광도법, 흡광광도법)

제19항 납화합물(원자흡광광도법, 흡광광도법)

제20항 크롬화합물(원자흡광광도법, 흡광광도법)

제21항 구리화합물(원자흡광광도법, 흡광광도법)

제22항 니켈화합물(원자흡광광도법, 흡광광도법)

제23항 아연화합물(원자흡광광도법, 흡광광도법)

제24항 매연(링겔만스모크차아트법)

제25항 산소측정방법[자동측정기에 의한 방법, 화학분석법(오르자트 분석법)]

제26항 배출가스유량측정방법(피토우관 및 경사마노미터법)

제27항 수은화합물(원자흡광광도법, 흡광광도법)

제28항 철강공장의 아크로와 연결된 개방형 여과 집진시설의 먼지

제 3 절 굴뚝배출가스중의 오염물질 연속자동측정방법

제 1 항 먼지[광산란 적분법, 베타(□)선 흡수법, 광투과법]

제 2 항 아황산가스(용액전도율법, 적외선흡수법, 자외선흡수법, 정전위 전해법,                 불꽃 광도법)

제 3 항 질소산화물(화학발광법, 적외선흡수법, 자외선흡수법, 정전위 전해법)

제 4 항 염화수소(이온전극법, 비분산적외선분석법)

제 5 항 불화수소(이온전극법)

제 6 항 암모니아(용액전도율법, 적외선흡수법)

부록 1 굴뚝배출가스 중 먼지 연속자동측정기 성능 및 그 시험방법

부록 2 굴뚝배출가스 중 무기가스상오염불질 연속자동측정기 성능 및 그

시험방법

부록 3 굴뚝 자동감시체제 구성

제 4 장  환경기준 시험방법

제 1 절 시료체취방법

제 2 절 시험방법

제 1 항 환경대기중의 아황산가스 측정방법[수동 및 반자동측정법(파리로자닐린법, 산정량수동법, 산정량반자동법}, 자동연속측정법(용액전도율법, 불꽃광도법, 자외선 형광법)]

제 2 항 환경대기중의 일산화탄소 측정방법[자동연속측정법(비분산 적외선 분석법), 수동측정방법(비분산 적외선 분석법, 수소 염이온화 검출기법)

제 3 항 환경대기중의 질소산화물 측정방법[자동연속측정법(화확발광법, 살츠만법), 수동측정방법(야콥스호흐하이저법, 살츠만법)]

제 4 항 황경대기중의 비산먼지 측정방법(하이볼륨 에어샘플러법, 로우볼륨 에어샘플러법, 광산란법, 광투과법, 베타선흡수법)

제 5 항 환경대기중의 옥시단트 측정방법[자동연속측정법(화학발광법, 중송 요오도화칼륨법, 자외선광도법) 수동측정방법(중성 요오드화 칼륨법, 알라리성 요오드화 칼륨법)

제 6 항 환경대기중의 탄화수소측정방법[자동연속측정법,

(수소이온화 검출기법)]

제 7 항 환경대기중의 납(Pb) 시험방법(원자흡광광도법, 흡광광도법)

제 8 항 환경대기중의 석면시험방법

제 9 항 환경 대기중의 벤조(a) 피렌시험방법(가스크로마토그래피법,

형광분광광도법)

제 5 장 기타시험방법

제 1 항 유류중의 유황함유량 분석방법(램프식 분석방법(무게법), 연소관식 분석방법(공기법)

Ⅰ. 대   기   편

제 1 장  총      칙

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1. 목   적

이 시험방법은 대기환경보전법 제7조 규정에 의거 대기오염물질을 측정함에 있어서 측정의 정확 및 통일을 유지하기 위하여 필요한 제반사항에 대하여 규정함을 목적으로 한다.

2. 적용범위

□ 환경정책기본법 제10조 환경기준 중 대기환경기준의 적합여부, 대기환경보전법 제8조 배출허용기준의 적합여부는 대기오염공정시험방법(이하 □공정시험방법□이라 한다)의 규정에 의하여 시험판정한다.

□ 대기환경보전법에 의한 오염실태조사는 따로 규정이 없는 한 공정시험방법의 규정에 의하여 시험한다.

3. 이 공정시험방법에서 필요한 어원, 분자식, 화학명 등은 (   )내에 기재한다.

4. 이 공정시험방법의 내용은 총칙, 일반시험방법, 배출허용기준시험방법, 환경기준시험방법 및 기타 시험방법으로 구분한다.

단, 이 시험법에 규정한 방법이 분석화학적으로 반드시 최고의 정밀도와 정확도를 갖는다고는 할 수 없으며 이 시험방법 이외의 방법이라도 측정결과가 같거나 그 이상의 정확도가 있다고 국내외에서 공인된 방법은 이를 사용할 수 있다.

5. 이 시험방법중 각항에 표시한 검출한계는 재현성, 안정성 등을 고려하여 해당되는 각조의 조건으로 시험하였을 때 얻을 수 있는 한계치를 참고하도록 표시한 것이므로 실제 측정할 때는 그 목적에 따라 적덩히 조정할 수도 있다.

6. 이 시험방법에서 사용하는 수치의 맺음법은 따로 규정이 없는 한 한국공업규격 KSA 0021(수치의 맺음법)에 따른다.

7. 이 시험방법에서 규정하지 않은 사항에 대해서는 일반적인 화학적 상식에 따르되 이 시험방법에 기재한 방법중 세부조작은 시험의 본질에 영향을 주지 않는다면 실험자가 적당히 변경조절할 수도 있다.

8. 하나 이상의 시험방법으로 시험한 결과가 서로 달라 판정에 영향을 줄 경우에는 각장의 시험방법 중 주 시험방법에 의한 분석성적에 의하여 판정한다. 제3장 배출허용기준 시험방법의 주 시험방법은 제2절 각항의 2의 2.1의 시험방법으로 하며 환경기준 시험방법 등에서는 각 항목별로 정한 주 시험방법에 의한다.

9. 대기환경보전법시행규칙 제9조 별표7의 배출허용기준중 표준산소농도를 적용받는 항목에 대하여는 다음 식을 적용하여 오염물질의 농도 및 배출가스량을 보정한다.

○ 오염물질 농도 보정

[eqn: C~=~Ca~ TIMES~ {21~-~{ O`s } } over {21~-~ { O`a } }]

C  : 오염물질 농도(□/S□ 또는 ppm)

Os : 표준산소농도(%)

Oa : 실측산소농도(%)

Ca : 실측오염물질농도(□/S□ 또는 ppm)

○ 배출가스유량 보정

[eqn: Q~=~Qa~ DIV ~ { 21~-~Os} over {21~-~Oa}]

Q  : 배출가스유량(S□/일)

Os : 표준산소농도(%)

Oa : 실측산소농도(%)

Qa : 실측배출가스유량(S□/일)

제 2 장  일 반 시 험 방 법

제 1 항  화학분석일반사항

1. 적용범위

이 규정은 공정시험방법의 일반화학분석에 대한 공통적인 사항에 대하여 규정한다.

2. 원 자 량

원자량은 1961년 국제원자량표에 따른다.

3. 단위 및 기호

주요 단위 및 기호는 다음 표 1과 같으며, 여기에 표시되지 않은 단위는 KSA 0105 또는 국제표준단위계(SI) 및 그 사용방법규정에 따른다.

표 1                              도량형의 단위 및 기호

종 류	단 위	기 호	종 류	단 위	기 호
길 이 무 게 넓 이	미 터 센 티 미 터 밀 리 미 터 마이크로미터(미크론) 나노미터(밀리미크론) 옹 스 트 롬 킬 로 그 람 그 람 밀 리 그 람 마 이 크 로 그 람 나 노 그 람 제 곱 미 터 제 곱 센 티 미 터 제 곱 밀 리 미 터	m □ □ □(□) nm(m□) Å □ g □ □g ng □ □ □	용 량 부 피 압 력	킬 로 미 터 리 터 밀 리 리 터 마 이 크 로 리 터 세 제 곱 미 터 세 제 곱 센 티 미 터 세 제 곱 밀 리 미터 기 압 수 은 주 밀 리 미터 수 주 밀 리 미 터	□ □ □ □ □ □ □ atm □Hg □H2O

4.. 농도표시

⑴ 중량백분율로 표시할 때는 %의 기호를 사용한다.

⑵ 액체 100□중의 성분질량(g) 또는 기체 100□중의 성분질량(g)을 표시할 때는 W/V%의 기호를 사용한다.

⑶ 액체 100□중의 성분용량(□) 또는 기체 100□중의 성분용량(□)을 표시할 때는 V/V%의 기호를 사용한다.

⑷ 백만분율(Parts Per Million)을 표시할 때는 ppm의 기호를 사용하며 따로 표시가 없는 한 기체일 때는 용량 대 용량(V/V), 액체일 때는 중량 대 중량(W/W)을 표시한 것을 뜻한다.

⑸ 1억분율(Parts Per Hundred Million) 은pphm, 10억분율(Partts Per Billion)은 ppb로 표시하고 따로 표시가 없는 한 기체일 때는 용량 대 용량(V/V), 액체일 때는 중량 대 중량(W/W)을 표시한 것을 뜻한다.

⑹ 기체중의 농도를 □/□로 표시했을 때는 □은 표준상태(0℃, 1기압)의 기체용적을 뜻하고 S□로 표시한 것과 같다.

그리고 a□로 표시한 것은 실측상태(온도·압력)의 기체용적을 뜻한다.

5. 온도의 표시

⑴ 온도의 표시는 셀시우스(Celcius) 법에 따라 아라비아 숫자의 오른쪽에 ℃를 붙인다.

절대온도는 로 표시하고 절대온도 0는 -273℃로 한다.

⑵ 표준온도는℃, 상온은 15∼25℃, 실온은 1∼35℃로 하고, 찬곳(冷所)은 따로 규정이 없는 한 0∼15℃의 곳을 뜻한다.

⑶ 냉수(冷水)는 15℃이하, 온수(溫水)는 60∼70℃, 열수(熱水)는 약 100℃를 말한다.

⑷ □수욕상(水浴上) 또는 수욕중에서 가열한다.□라함은 따로 규정이 없는 한 수온 100℃에서 가열함을 뜻하고 약 100℃부근의 증기욕(蒸氣浴)을 대응할 수 있다.

⑸ □냉후□(식힌 후)라 표시되어 있을 때는 보온 또는 가열후 실온까지 냉각된 상태를 뜻한다.

6. 각조의 시험은 따로 규정이 없는 한 상온에서 조작하고 조작직후 그 결과를 관찰한다.

7. 물

시험에 사용하는 물은 따로 규정이 없는 한 정제증류수 또는 이온교환수지로 정제한 탈염수(脫鹽水)를 사용한다.

8. 액의 농도

⑴ 단순히 용액이라 기재하고, 그 용액의 이름을 밝히지 않은 것은 수용액을 뜻한다.

⑵ 혼액(1+2), (1+5), (1+5+10)등으로 표시한 것은 액체상의 성분을 각각 1용량 대 2용량, 1용량 대 5용량 또는 1용량대 5용량대 10용량의 비율로 혼합한 것을 뜻하며, (1:2), (1:5), (1:5:10) 등으로 표시할 수도 있다.

보기를 들면, 황산(1+2) 또는 황산(1:2)라 표시한 것은 황산 1용량에 물 2용량을 혼합한 것이다.

⑶ 액의 농도를 (1→2), (1→5) 등으로 표시한 것은 그 용질의 성분이 고체일 때는 1g을, 액체일 때는 1□를 용매에 녹여 전량을 각각 2□ 또는 5□로 하는 비율을 뜻한다.

9. 시약, 시액, 표준물질

⑴ 시험에 사용하는 시약은 따로 규정이 없는 한 특급 또는 1급이상 또는 이와 동등한 규격의 것을 사용하여야 한다.

단, 단순히 염산, 질산, 황산 등으로 표시하였을 때는 따로 규정이 없는 한 다음 표 2에 규정한 농도 이상의 것을 뜻한다.

표 2	시 약 의  농 도

명 칭	화 학 식	농 도(%)	비 중(약)
염 산 질 산 황 산 초 산(Acetic Acid) 인 산 암 모 니 아 수 과 산 화 수 소 불 화 수 소 산	HC1 HNO3 H2SO4 CH3COOH H3PO4 NH4OH H2O2 HF	35 60 95 99 85 28(NH3로서) 30 48	1.18 1.38 1.84 1.06 1.7 0.90 1.10 1.15

⑵ 시험에 사용하는 표준품은 원칙적으로 특급 시약을 사용하며 표준액을 조제하기 위한 표준용시약은 따로 규정이 없는 한 데시케이터에 보존된 것을 사용한다.

⑶ 표준품을 체취할 때 표준액이 정수(整數)로 기재되어 있어도 실험자가 환산하여 기재수치에 □약□자를 붙여 사용할 수 있다.

⑷ □약□이란 그 무게 또는 부피에 대하여 ±10% 이상의 차가 있어서는 안된다.

10. 방울수(滴數) : 방울수라 함은 20℃에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1□되는 것을 뜻한다.

11. 기    구(器具)

⑴ 공정시험법에서 사용하는 모든 유리기구는 KSL 2302(이화학용 유리기구의 형상 및 치수)에 적합한 것 또는 이와 동등 이상의 규격에 적합한 것으로 국가 또는 국가에서 지정하는 기관에서 검정을 필한 것을 사용해야 한다.

⑵ 메스플라스크, 피펫, 뷰렛, 메스실린더, 비이커 등 화학분석용 유리기구는 국가검정을 필한 것을 사용한다.

⑶ 여과용 기구 및 기기를 기재하지 아니하고 □여과한다□라고 하는 것은 KSM 7602 거름종이 5종 또는 이와 동등한 여과지를 사용하여 여과함을 말한다.

12. 용    기(容器)

⑴ 용기라 함은 시험용액 또는 시험에 관계된 물질을 보존, 운반 또는 조작하기 위하여 넣어두는 것으로 시험에 지장을 주지 않도록 깨끗한 것을 뜻한다.

⑵ 밀폐용기(密閉容器)라 함은 물질을 취급 또는 보관하는 동안에 이물(異物)이 들어가거나 내용물이 손실되지 않도록 보호하는 용기를 뜻한다.

⑶ 기밀용기(機密容器)라 함은 물질을 취급 또는 보관하는 동안에 외부로부터의 공기 또는 다른 가스가 침입하지 않도록 내용물을 보호하는 용기를 뜻한다.

⑷ 밀봉용기(密封容器)라 함은 물질을 취급 또는 보관하는 동안에 기체 또는 미생물이 침입하지 않도록 내용물을 보호하는 용기를 뜻한다.

⑸ 차광용기(遮光容器)라 함은 광선을 투과하지 않은 용기 또는 투과하지 않게 포장을 한 용기로서 취급 또는 보관하는 동안에 내용물의 광화학적 변화를 방지할 수 있는 용기를 뜻한다.

13. 분석용 저울 및 분동(天秤·分銅)

이 시험에서 사용하는 분석용 저울은 적어요 0.1□까지 달 수 잇는 것이어야 하며 분석용 저울 및 분동은 국가검정을 필한 것을 사용하여야 한다.

14. 시험의 기재 및 용어

⑴ □정확히 단다□라 함은 규정한 량의 검체를 취하여 분석용 저울로 0.1□까지 다는 것을 뜻한다.

⑵ 액체성분의 양을 □정확히 취한다□함은 홀피펫, 메스플라스크 또는 이와 동등 이상의 정도를 갖는 용량계를 사용하여 조작하는 것을 뜻한다.

⑶ □항량이 될 때까지 건조한다 또는 강열한다□라 함은 따로 규정이 없는 한 보통의 건조방법으로 1시간 더 건조 또는 강열할 때 전후 무게의차가 매 g당 0.3□이하일 때를 뜻한다.

⑷ 시험조작중 □즉시□란 30초 이내에 표시된 조작을 하는 것을 뜻한다.

⑸ □감압 또는 진공□이라 함은 따로 규정이 없는 한 15□Hg이하를 뜻한다.

⑹ □이상□ □초과□ □이하□ □미만□이라고 기재하였을 때 이(以)자가 쓰여진 쪽은 어느 것이나 기산점(起算點)또는 기준점(基準點)인 숫자를 포함하여 □미만□ 또는 □초과□는 기산점 또는 기준점의 숫자는 포함하지 않느다. 또 □a∼b"라 표시한 것은 a이상 b이하 임을 뜻한다.

⑺ □바탕시험(空試驗)을 하여 보정한다□함은 시료에 대한 처리 및 측정을 할 때 시료를 사용하지 않고 같은 방법으로 조작한 측정치를 빼는 것을 뜻한다.

⑻ 시료의 시험, 바탕시험 및 표준액에 대한 시험을 일련의 동일시험으로 행할 때 사용하는 시약 또는 시액은 동일롯트(Lot)로 조제된 것을 사용한다.

⑼ □정량적으로 씻는다(洗滌)□함은 어떤 조작으로부터 다음 조작으로 넘어갈 때 사용한 비이커, 플라스크 등의 용기 및 여과막(濾過膜) 등에 부착한 정량대상 성분을 사용한 용매로 씻어 그 세액(洗液)을 합하고 먼저 사용한 같은 용매를 채워 일정용량으로 하는 것을 뜻한다.

⑽ 용액의 액성(液性)표시는 따로 규정이 없는 한 유리적극법에 의한 pH미터로 측정한 것을 뜻한다.

15. 시험결과의 표시 및 검토

□ 시험결과의 표시단위는 따로 규정이 없는 한 가스상 성분은 ppm 또는 ppb(V/V)로 입자상 성분은 □/□ 또는 □g/□으로 표시한다.

⑵ 시험성적수치는 마지막 유효숫자의 다음 단위까지 계산하여 KSA 0021(수치의 맺음법)에 따라 기록한다.

⑶ 얻어진 성적이 기대한 정밀도 및 오차범위내에서 만족하고 있는가에 대하여는 감정, 비교분석, 기타 적당한 방법으로 확인하여야 한다.

제 2 항  가스크로마토그래피법(Gas Chromatography)

1. 원리 및 적용범위

이 법은 기체시료 또는 기화(氣化)한 액체나 고체시료를 운반가스(Carrier Gas)에 의하여 분리, 관내에 전개시켜 기체상태에서 분리되는 각 성분을 크로마토그래피 적으로 분석하는 방법으로 일반적으로 무기물 또는 유기물의 대기오염 물질에 대한 정성(定性), 정량(定量) 분석에 이용한다.

2. 일반사항

이 시험조작에 있어 화학분석에 공통적인 일반사항은 제2장 제1항의 화학분석 일반사항에 따른다.

3. 개   요

3.1 이 법에서 충전물(充塡物)로서 흡착성 고체분말을 사용할 경우에는 기체-고체 크로마토그래프, 적당한 담체(Solid Support)에 고정상 액체를 함침(含浸)시킨 것을 사용할 경우에는 기체-액체 크로마토그래피법이라 한다.

3.2 일정유량으로 유지되는 운반가스(Carrier Gas)는 시료도입부로부터 분리관내를 흘러서 검출기를 통하여 외부로 방출된다.

이때, 시료도입부, 분리관, 검출기 등은 필요한 온도를 유지해 주어야 한다.

3.3 시료도입부로부터 기체, 액체 또는 고체시료를 도입하면 기체는 그대로, 액체나 고체는 가열기화(加熱氣化)되어 운반가스에 의하여 분리관내로 승입되고 시료중의 각 성분은 충전물에 대한 각각의 흡착성 또는 용해성의 차이에 따라 분리관 내에서의 이동속도가 달라지기 때문에 각각 분리되어 분리관 출구에 접속된 검출기를 차례로 통과하게 된다.

3.4 검출기에는 원리에 따라 여러가지가 있으며 성분의 양과 일정한 관계가 있는 전기신호(電氣信號)로 변환시켜 기록계(또는 다른 데이터 처리장치)에 보내져서 분리된 각 성분에 대응하는 일련의 곡선 피이크(Peak)가 되는 크로마토그램(Chromatogram)을 얻게 된다.

3.5 실제로 어떤 조건에서 시료를 분리관에 도입시킨 후 그 중의 어떤성분이 검출되어 기록지 상에 피이크(Peak)로 나타날 때까지의 시간을 보유시간(Retention Time)이라 하며 이 보유시간에 운반가스의 유량을 곱한 것을 보유용량(Retention Volume)이라 한다.

이 값은 어떤 특정한 실험조건 하에서는 그 성분물질마다 고유한 값을 나타내기 때문에 정성분석(定性分析)을 할 수 있으며 또 기록지에 그려진 곡선의 넓이 또는 피이크의 높이는 시료성분량과 일정한 관계가 있기 때문에 이것에 의하여 정량분석(定量分析)을 할 수가 있다.

4.. 장  치 : 이 장치의 기본구성은 그림 1과 같으며 이 기본구성을 복수열(複數列)로 조합시킨 형식이나 복수열유로(複數列流路)로 검출기의 신호를 서로 보상(補償)하는 형식도 있다.

그림 1  장치의 기본구성

4.1 가스유로계(流路系)

4.1.1 운반가스유로 : 운반가스유로는 유량조절부와 분리관유로로 구성된다.

⑴ 유량조절부는 분리관입구의 압력을 일정하게 유지하여 주는 압력조절밸브, 분리관내를 흐르는 가스의 유량을 일정하게 유지하여 주는 유량조절기(流量調節器)등으로 구성되며 필요에 따라 유량계가 첨부되어야 한다.

유량조절기를 갖는 장치는 유량조절기의 일차측 압력을 일정하게 유지해 주어야 하며 배관의 재료는 내면이 깨끗한 금속이어야 한다.

⑵ 분리관유로는 시료도입부, 분리관, 검출기기배관(檢出器機配管)으로 구성된다. 배관의 재료는 스테인레스강(Stainless Steel)이나 유리 등 부식에 대한 저항이 큰 것이어야 한다.

4.1.2 연소용 가스, 기타 필요한 가스의 유로

이온화 검출기가 다른 검출기를 사용할 때 필요한 연소용가스, 청소가스(Scavenge Gas) 기타 필요한 가스의 유로는 각각 전용조절기수(專用調節器具)가 갖추어져야 하고 필요에 따라 압력계 또는 유량계가 첨부되어야 한다. 배관의 재료는 4.1.1⑴과 같다.

4.2 시료도입부

4.2.1 주사기를 사용하는 시료도입부는 실리콘고무와 같은 내열성 탄성체격막(耐熱性 彈性體隔膜)이 있는 시료 기화실로서 분리관온도와 동일하거나 또는 그 이상의 온도를 유지할 수 있는 가열기구가 갖추어져야 하고, 필요하면 온도조절기구, 온도측정기구 등이 있어야 한다.

4.2.2 가스 시료도입부는 가스계량관(통상 0.5∼5□)과 유로변환기구로 구성된다.

4.3 가열오븐(Heating Oven)

4.3.1 분리관오븐(Column Oven) : 분리관오븐은 내부용적이 분석에 필요한 길이의 분리관을 수용할 수 있는 크기이어야 하며 임의의 일정온도를 유지할 수 있는 가열기구, 온도조절기구, 온도측정기구 등으로 구성된다.

온도조절 정밀도는 ±0.5℃의 범위이내 전원 전압변동 10%에 대하여 온도변화 ±0.5℃ 범위이내(오븐의 온도가 150℃ 부근일 때)이어야 한다.

또 승온(昇溫) 가스크로마토그래피에서는 승온기구 및 냉각기구를 부가한다. 단, 정온(定溫) 가스크로마토그래피에서는 분리관오븐에 검출기를 장치한 것도 무방하지만 이때에는 다음 4.3.2의 조건에 만족해야 한다.

4.3.2 검출기 오븐(Detecdtor Oven)

검출기 오븐은 검출기를 한개 또는 여러개 수용(收容)할 수 있고 분리관 오븐과 동일하거나 그 이상의 온도를 유지할 수 있는 가열기구, 온도조절기구 및 온도측정기구를 갖추어야 한다.

방사성 동위원소를 사용하는 검출기를 수용하는 검출기 오븐에 대하여는 온도조절기구와는 별도로 독립작용할 수 있는 과열방지기구를 설치해야 한다.  가스를 연소시키는 검출기를 수용하는 검출기 오븐은 그 가스가 오븐내에 오래 체류하지 않도록 된 구조이어야 한다.

4.4 검출기(Detector)

가스 크로마토그래피 분석에 사용하는 검출기는 각각 그 목적에 따라 다음과 같은 것을 사용한다.

4.4.1 열전도로 검출기(Thermal Conductivity Detector, TCD) : 열전도도 검출기는 금속 필라멘트(Filament) 또는 전기저항체(Thermister)를 검출소자(檢出素子)로 하여 금속판(Block)안에 들어 있는 본체와 여기에 안정된 직류전기를 공급하는 전원회로, 전류조절부, 신호검출 전기회로, 신호 감쇄부 등으로 구성된다.

4.4.2 수소염 이온화 검출기(Flame Ionization Detector, FID) 수소염 이온화 검출기는 수소연소노즐(Nozzle), 이온수집기(Ion Collector)와 함께 대극(對極) 및 배기구(排氣口)로 구성되는 본체와 이 전극 사이에 직류전압을 주어 흐르는 이온전류를 측정하기 위한 직류전압 변환회로, 감도조절부, 신호감쇄부 등으로 구성된다.

4.4.3 기타 검출기 : 기타 목적에 따라 전자포획형 검출기(Electron Capture Detector, ECD), 염광공도 검출기(Flame Photometric Detector, FPD) 등을 사용할 수도 있으며, 그 구성은 4.4.1 및 4.4.2에 따른다.

단, 방사성 동위원소를 사용하는 검출기에 대하여는 별도로 과열방지기구, 누출방지기구 등을 설치해야 한다.

4.5 기록계(Recorder)

기록계는 스트립 차아트(Strip Chart)식 자동평형 기록계로 스팬(Span) 전압 1mV, 펜 응답시간(Pen Response Time) 2초 이내, 기록지 이동속도(Chart Speed)는 10□/분을 포함한 다단변속(多段變速)이 가능한 것이어야 한다.

4.6 감도조정부(感度調整部)

이 장치는 크로마토그램의 감도보정이 가능하고 아래의 요소들을 쉽게 설정, 판독 또는 측정할 수 있는 것이어야 한다.

4.6.1 열전도도 겸출기(TCD)에서는 필라멘트 전류, 기록계 스팬전압, 운반 가스유량, 기록지 이동속도

4.6.2 수소염 이온화 검출기(FID)에서는 직렬고저항치(直列高抵抗値), 기록계 스팬전압 또는 기록계 전체눈금에 대한 이온전류치, 기록지 이동속도

4.6.3 기타 검출기에서는 기록계 스팬전압, 기록지 이동속도 및 검출기원리에 따른 특정의 값

5. 운반가스(Carrier Gas) 종류

5.1 운반가스 : 운반가스는 충전물이나 시료에 대하여 불활성(不活性)이고 사용하는 검출기의 작동에 적합한 것을 사용한다.

일반적으로 열전도도형 검출기(TCD)에서도 순도 99.8% 이상의 수소나 헬륨을, 수소염 이온화 검출기(FID)에서는 순도 99.8% 이상의 질소 또는 헬륨을 사용하며 기타 검출기에서는 각각 규정하는 가스를 사용한다.

5.2 연소가스 공기 및 청소가스 : 공기, 수소 기타 사용가스는 각 분석방법에서 규정하는 종류의 순도가스를 사용한다.

6. 분리관(Column), 충전물질(Packing Material) 및 충전방법(Packing Method)

6.1 분리관(Column) : 분리관은 충전물질을 채운 내경 2∼7□(모세관식 분리관을 사용할 수도 있다.)의 시료에 대하여 불활성금속, 유리 또는 합성수지관으로 각 분석방법에서 규정하는 것을 사용한다.

6.2 충전물질(Packing Material)

6.2.1 흡착형충전물 : 기체-고체크로마토그래프법에서는 분리관의 내경에 따라  다음과 같이 입도(粒度)가 고른 흡착성고체분말(吸着性固粉末)을 사용한다.

분리관내경(□)	흡착제 및 담체의 입경 범위(□m)
3 4 5 ~ 6	149 ~ 177(100 ~ 80 mesh) 177 ~ 250( 80 ~ 60 〃 ) 250 ~ 590( 60 ~ 28 〃 )

여기서 사용하는 흡착성 고체분말은 실리카겔, 활성탄, 알루미나, 합성제올라이트(Zeolite)등이며, 또한 이러한 분말에 표면처리(表面處理)한 것을 각 분석방법에 규정하는 방법대로 처리하여 활성화한 것을 사용한다.

6.2.2 분배형 충전물질(充電物質) : 기체-액체 크로마토그래프법에서는 위에 표시한 입경범위에서의 적당한 담체(擔體)에 고정상 액체(固定相 液體)를 함침(含浸)시킨 것을 충전물로 사용한다.

⑴ 담체(Support) : 담체는 시료 및 고정상액체에 대하여 불활성인 것으로 규조토, 내화벽돌⑴, 유리, 석영, 합성수지 등을 사용하며 각 분석방법에서 전처리를 규정한 경우에는 그 방법에 따라 산처리(酸處理), 알카리처리, 실란처리(Silane finishing) 등을 한 것을 사용한다.

주⑴  여기서 내화벽돌이라 함은 일반적인 내화점토(耐火粘土)를 사용한 것이 아니고 규조토를 주성부능로한 내화온도 1,100℃정도의 단열(斷熱) 벽돌을 뜻한다.

⑵ 고정상액체(Stationary Liquid)

고정상 액체는 가능한 한 다음의 조건을 만족시키는 것을 선택한다.

① 분석대상 성분을 완전히 분리할 수 있는 것이어야 한다.

② 사용온도에서 증기압이 낮고, 점성이 작은 것이어야 한다.

③ 화학적으로 안정된 것이어야 한다.

④ 화학적 성분이 일정한 것이어야 한다.

또한 이들 조건을 만족시키는 것으로서 표1에 나타난 모양의 것이 일반적으로 널리 사용되고 있다. 이들 이외의 것으로서도 분석목적을 만족시키는 것이 있다면 사용하여도 상관없다.

표 1	일반적으로 사용하는 고정상액체의 종류

종 류	물 질 명
탄 화 수 소 계	헨사데칸 스쿠아란(Squalane) 고진공 그리이스
실 리 콘 계	메틸실리콘 페닐실리콘 시아노실리콘 불화규소
폴 리 글 리 콜 계	폴리에틸렌글리콜 메톡시폴리에틸렌글리콜
에 스 테 르 계	이염기산디에스테르
폴 리 에 스 테 르 계	이염기산폴리글리콜디에스테르
폴 리 아 미 드 계	폴리아미드수지
에 테 르 계	폴리페닐에테르
기 타	인산트리크레실 디에틸포름아미드 디메틸술포란

⑶ 조제방법 : 각 분석방법에서 규정한 담체에 지정된 농도(무게%)의 고정상액체를 다음의 방법에 의하여 되도록 균일하게 함침시킨다.⑵

※ 100□의 충전물을 조제하는 경우

① 약 100□의 담체를 용량 300∼500□의 비이커 또는 플라스크에 취하여, 담체의 무게를 1g까지 구해둔다.

② 따로 지정된 무게%가 되도록 고정상 액체를 비이커에 0.1g까지 달아 넣고 담체와 거의같은 부피의 지정된 유기용매를 가하여 용해시킨다.

③ ①에서 취한 담체에 ②에서 조제한 고정상 액체용액을 한꺼번에 가하여 함침시켜, 용매의 냄새가 나지 않을 때까지 저어가며 공기를 통하여 건조시킨다. 필요한 경우에는 체로 쳐서 지정입도로 맞춘다.

주⑵  저농도 고정상 액체 충전물의 조제는 여과법을 사용하여도 좋다.

6.2.3 다공성 고분자형 충전물(多孔性高分子形充塡物) : 이 물질은 디비닐 벤젠(Divinyl Benzene)을 가교제(Bridge Intermediate)로 스티렌계 단량체(Styrene系 單量體)를 중합시킨 것과 같이 고분자 물질을 단독 또는 고정상 액체로 표면처리하여 사용한다.

6.3 충전방법 : 내부를 잘 씻어 말린 분리관에 미리 한쪽 끝을 유리솜(Glass Wool)으로 막고 진동을 주어 감압흡인(減壓吸引)하면서 충전물을 고르고 빽빽하게 채운 다음 남은 한쪽 끝을 유리솜으로 가볍게 막는다.

이 분리관은 그 충전물질의 최고 사용온도 부근에서 적어도 수시간 동안 헬륨 또는 질소를 통하여 건조한다. 이때 건조에 의하여 감소되는 만큼의 충전물을 보충하여 채우고 더 이상 감소하지 않을 때까지 이 조작을 되풀이 한다.

7. 조작법(Procedure)

7.1 설치조건(設置條件)

7.1.1 가스크로마토 그래프의 설치장소 : 설치장소는 진동이 없고 분석에 사용하는 유해물질을 안전하게 처리할 수 있으며 부식가스나 분진이 적고 실온 5∼35℃, 상대습도 85% 이하로서 직사일광이 쪼이지 않는 곳으로 한다.

7.1.2 전기관계 : 전기관계는 다음과 같은 조건을 갖추어야 한다.

⑴ 전원 : 공급전원은 지정된 전력용량 및 주파수이어야 하고, 전원변동은 지정전압의 10% 이내로서 주파수의 변동이 없는 것이어야 한다.

⑵ 전자기유도(電子氣誘導) : 대형변압기, 고주파가열로(高周波加熱爐)와 같은 것으로부터 전자기의 유도를 받지 않는 것이어야 한다.

⑶ 접지점(接地點) : 접지저항 10□이하의 접지점이 있는 것이어야 한다.

7.2 분석전의 준비

7.2.1 장치의 고정설치

⑴ 가스류의 배관 : 장치를 설치하고 가스류의 배관을 한 다음 가스의 누출이 없는가를 확인한다.

이때 가스통은 화기가 없는 실외의 그늘진 곳에 넘어지지 않도록 고정하여 설치한다.

⑵ 전기배선 : 장치에 전원을 배선하고 접지점에 접지선을 연결한다. 또 필요한 부분의 배선을 확인한다.

7.2.2 분리관의 부착 및 가스누출 시험 : 각 분석방뻐에 규정된 방법에 따라 조제된 분리관을 장치에 부착한 후 운반가스의 압력을 사용압력 이상으로 올리고, 분리관 등의 접속부에 비눗물 등을 칠하여 가수누출시험을 하며 누출이 없음을 확인한다.

7.2.3 시료의 준비 : 준석하는 시료를 각 분석방법에 규정된 방법에 의하여 준비한다.

7.3 조   작

7.3.1 분석조건의 설정 : 각 분석방법에 규정된 방법에 의하여 다음 항목을 소정의 값으로 조절한다.

⑴ 운반가스 및 기타가스류의 유량

⑵ 분리관 온도(승온법을 사용하는 경우에는 초기온도, 승온온도, 최종온도 등의 각종 프로그램)

⑶ 시료 기화실 온도 및 검출기 온도

⑷ 감   도

⑸ 기록지 이동속도

7.3.2 바탕선(基線)의 안정도 확인 : 검출기 및 기록계를 소정의 작동(作動) 상태로 하여, 바탕선의 안전상태를 확인한다.

7.3.3 시료의 도입

⑴ 액체시료 : 액체시료는 시료 주입량에 따라 적당한 부피의 미량주사기(Micro Syringe, 1∼100□를 사용하여, 시료 도입구로부터 빠르게 주입한다.

⑵ 기체시료 : 보통 기체시료 도입장치를 사용하나 주사기(통상 0.5∼5□)를 사용하여 주입할 수도 있다.

⑶ 고체시료 : 고체시료는 용매에 용해시켜 ⑴의 방법으로 도입한다.

7.3.4 크로마토그램의 기록 : 시료 도입직후 크로마토그램에 시료도입점을 기입한다.(그림 2 참조)

시료의 피이크가 기록계의 기록지상에 진동이 없이, 또한 가능한 한 큰 피이크를 그리도록 성분에 따른 감도를 조절한다.

7.3.5 데이터의 정리 : 데이터는 다음 사항을 정리 기재한다.

⑴ 날  짜

⑵ 정치명

⑶ 시료명 및 시료도입량(□ 또는 □)

⑷ 운반가스의 종류 및 유량(□/분)과 분리관 입구압(□/□) 필요하다면 출구에서 운반가스 압력(□Hg)

⑸ 충전물의 종류[담체명, 처리법, 입도(□ 또는 메시) 고정상 액체명 및 함침량(무게%)]

⑹ 분리관의 재질, 반지름(□) 및 길이(m)

⑺ 분리관 온도(℃)(승온법을 사용하는 경우에는 초기온도(℃), 승온속도(℃/분), 최종온도(℃), 기타 필요사항)

⑻ 시료기화실, 검출기, 기타 필요한 부분의 온도(℃)

⑼ 검출기의 종류 및 조작조건

⑽ 기록계의 감도(mV) 및 기록지 이동속도(□/분)

⑾ 조작자 명

⑿ 기타 필요한 사항

8. 분리의 평가  : 분리의 평가는 분리관 효율과 분리능에 의한다.

그림 2  크로마토그램

8.1 분리관효율 : 분리관효율은 보통 이론단수(理論段數) 또는 1이론단에 해당하는 분리관의길이 HETP(Height Equivalent to a  Theoretical Plate)로 표시하며, 크로마토그램(그림 2)상의 피이크로부터 다음 식에 의하여 구한다.

[eqn: 이론단수(n)~=~16· LEFT ( { {t}_{R} } over {W} } RIGHT ) ^{2}]

tR : 시료도입점으로부터 피이크 최고점까지의 길이(보유시간)

W : 피이크의 좌우 변곡점에서 접선이 자르는 바탕선의 길이

[eqn: HETP~=~ {L} over {n}]

L : 분리관의 길이(□)

8.2 분리능 : 2개의 접근한 피이크의 분리의 정도를 나타내기 위하여 분리계수 또는 분리도를 가지고 다음과 같이 정량적으로 정의하여 사용한다.

[eqn: 분리계수(d)~=~ { {t}_{R2} } over { {t}_{R1} }]          [eqn: 분리도(R)~=~ {2 LEFT ( {t}_{R2} - {t}_{R1} RIGHT ) } over { { W}_{1} + { W}_{2} }]

tr1  : 시료도입점으로부터 피이크 1의 최고점까지의 길이

tr2  : 시료도입점으로부터 피이크 2의 최고점까지의 길이

W1 : 피이크 1의 좌우 변곡점에서의 접선이 자르는 바탕선의 길이

W2 : 피이크 2의 좌우 변곡점에서의 접선이 자르는 바탕선의 길이

9. 정성분석 : 정성분석은 동일 조건하에서 특정한 미지성분의 머무른 값(保有値)과 예측되는 물질의 피이크의 머무른 값을 비교하여야 한다. 그러나 어떤 조건에서 얻어지는 하나의 피이크가 한 가지 물질에 반드시 대응한다고 단정할 수는 없으므로 고정상 또는 분리관 온도를 변경하여 측정하거나 또는 다른 방법으로 정성이가능한 경우에는 이 방법을 병용하는 것이 좋다.

9.1 보유치(保有値) : 보유치의 종류로는 보유시간(Retention Time), 보유용량(Retention Volume), 비보유용량(比保有容量), 보유비(保有比), 보유지표(保有指標) 등이 있다. 보유시간을 측정할 때는 3회 측정하여 그 평균치를 구한다. 일반적으로 5∼30분 정도에서 측정하는 피이크의 보유시간은 반복시험을 할 때 ±3% 오차범위 이내이어야 한다.

보유치의 표시는 무효부피(Dead Volume)의 보정유무를 기록하여야 한다.

9.2 다른 방법을 병용(□用)한 정성 : 다른 방법을 병용할 때에는 반응관, 사용검출기, 분취방법, 기타 사용방법 등에 대한 설명 및 의견을 덧붙일 수가 있다.

10. 정량분석

정량분석은 각 분석방법에 규정하는 방법에 따라 시험하여 얻어진크로마토그램(Chromatogram)의 재현성, 시료분석의 양, 피이크의 면적 또는 높이와의 관계를 검토하여 분석한다. 이때 정확한 정량결과를 얻기 위해서는 크로마토그램의 각 곡선피이크는 대칭적이고 각각 완전히 분리되어야 한다.

10.1 곡선의 면적 또는 피이크의 높이 측정 : 곡선의 면적 또는 피이크의 높이 중 어느 것을 사용할 것인가는 각 시험방법의 규정 또는 사용기기의 특성에 따라 결정한다.

10.1.1 피이크의 높이 측정 : 곡선의 정점(Peak)으로부터 기록지 횡측으로 수직선을 내려 바탕선(Base Line)과 교차하는 점과 정점과의 거리를 피이크의 높이로 한다.

10.1.2 곡선의 넓이 측정 : 곡선의 넓이는 다음 방법에 의하여 측정한다.

⑴ 반 높이선 나비법

① 대칭적 피이크 : 그림 3과 같이 피이크 높이(h)의 중앙으로부터 바탕선에 평행선을 그려 피이크에 의하여 절단되는 선분을 반높이선 나비(W)로 하며, 이것에 피이크높이(h)를 곱한 것을 피이크면적(A)으로 한다.

그림 3   반높이선 나비법에 의한 피이크 넓이 측정법

(대칭적 피이크의 경우)

② 앞으로 기울어진 피이크 : 앞으로 기울어진 피이크의 경우에도 ①의 대칭적 피이크의 측정방법이 적용될 수 있다.

그림 4  반높이선 나비법에 의한 피이크 넓이 측정법

(앞으로 기울어진 피이크의 경우)

③ 꼬리를 끄는 피이크(Tailing Peak) : 현저하게 꼬리를 끄는 피이크에 대해서는 이 반높이선 나비법의 적용은 좋지 않다.

④ 중복피이크 : 2개 이상의 피이크가 접근하여 중복된 경우, 그 정도가 가벼운 경우에는 앞에 말한 ①의 측정방법을 적용할 수도 있으나 피이크의 중복이 현저한 경우에는 적합치 않다.

⑵ 적분기를 사용하는 방법 : 적분기에 표시된 기록 또는 지시값에 의한다. 단, 피이크의 중복이 현저한 경우에 적용하는 것은 좋지 않다.

10.2 정량법 : 측정된 넓이 또는 높이와 성분량과의 관계를 구하는데는 다음 방법에 의한다.

⑴ 절대검량선법 : 정량하려는 성분으로 된 순물질을 단계적⑶으로 취하여 크로마토그램을 기록하고 피이크넓이 또는 피이크높이를 구한다. 이것으로부터 성분량을 횡축에, 피이크 넓이 또는 피이크 높이를 종축에 취하여 그림 5와 같이 검량선을 작성한다.

동일 조건하에 시료를 도입하여 크로마토그램을 기록하고 피이크넓이(또는 피이크높이)로부터 검량선에 따라 분석하려는 각 성분의 절대량을 구하여 그 조성을 결정한다. 이 방법은 전체 측정조작을 엄밀하게 일정 조건하에서 할 필요가 있다.

주⑶ 일반적으로 여러 점을 취하여 그림 5와 같은 검량선을 작성하여 정량을 하지만 기지량에 대한 1점만을 취하고 이 점과 원점과를 이은 직선을 그려 검량선으로 하여 정량을 하는 수도 있다.

이 경우에는 검량선을 그리지 않고 직접 비례계산으로 정량하여도 좋다.

단, 이 1점 절대검량선법에서는 직선상의 확인이 필요하다.

그림 5  절대 검량선법에 의한 검량선

⑵ 넓이 백분율법 : 크로마토그램으로부터 얻은 시료 각 성분의 피이크 면적을 측정하고 그것들의 합을 100으로 하여 이에 대한 각각의 피이크넓이 비를 각 성분의 함유율로 한다.

이 방법은 도입시료의 전성분이 용출하며 , 또한 사용한 검출기에 대한 각 성분의 상대감도가 같다고 간주되는 경우에 적용하며, 각 성분의 대개의 함유율(Xi)을 알 수가 있다.

[eqn: {X}_{i}(%)~=~ {{ {A}_{i} } over {{ SUM from { { i}=1} to n } { A}_{i} }}~ TIMES ~100]

Ai : i 성분의 피이크 넓이

n  : 전 피이크 수

⑶ 보정넓이 백분율법 : 도입한 시료의 전성분이 용출하며 또한 용출전 성분의 상대감도가 구해진 경우⑷에는 다음 식에 의하여 정확한 함유율을 구할 수 있다.

[eqn: { X}_{i }(%)~=~ { { {A}_{i} } over { {f}_{i} } } over { {SUM from { { i}=1} to n} { { A}_{i } } over { { f}_{i } }} TIMES ~100]

fi : i성분의 상대감도

n : 전 피이크 수

주⑷  상대 감도를 구하는 법

성분량(무게, 부피, 몰)을 알고 있는 혼합시료의 크로마토그램으로부터 각 성분의 피이트 넓이를 측정하여, 단위성분량당의 면적을 산출한다. 적당한 성분에 대한 비를 구하면 상대감도가 된다. 상대감도의 역수는 보정계수라 부르며 이것을 사용하는 경우에는 피이크 넓이에 이것을 곱하면 된다.

⑷ 내부표준법 : 정량하려는 성분의 순물질(X) 일정량에 내부표준물질⑸(S)의 일정량을 가한 혼합시료의 크로마토그램을 기록하여 피이크 넓이를 측정한다. 횡축에 정량하려는 성분량(MX)과 내부표준물질량(MS)의 비(MX/MS)를 취하고 분석시료의 크로마토그램에서 측정한 정량할 성분의 피이크넓이(AX)와 표준물질 피이크넓이(AS)의 비(AX/AS)를 취하여 그림 6과 같은 검량선을 작성한다.

A'X : X성분 피이크 넓이

A'S : 내부표준물질 피이크 넓이

M'X : X성분량

M'S : 내부표준물질량

그림 6 내부 표준법애 의한 검량선

시료의 기지량(M)에 대하여 표준물질의 기지량(n)을 검량선의 범위안에 들도록 적당히 가해서 균일하게 혼합한 다음 표준물질의 피이크가 검량선 작성시와 거의 같은 크기가 되도록 도입량을 가감해서 동일조건하에서 크로마토그램을 기록한다.

크로마토그램으로부터 피검성분 피이크넓이(A'X)와 표준물질 피이크넓이(A'S)의 비(A'X/A'S)를 구하고, 검량선으로부터 피검성분량(M'X)과 표준물질량(M'S)의 비(M'X/M'S)가 얻어지면, 다음 식에 따라 함유율(X)를 산출한다.

[eqn: X(%)~=~ { LEFT ( { { M'}_{X} } over { {M'}_{S} } RIGHT ) TIMES~n~} over {M}~ TIMES ~100]

또한 피이크 넓이 대신에 피이크 높이를 사용하여도 좋다.

이 방법을 시료중의 각 성분에 적용하면 시료의 조성을 구할 수가 있다.

주⑸  내부 표준물질에는 그 피이크가 정량하려는 성분 피이크의 위치에 가능한 한 가깝고, 시료중의 다른 성분 피이크와도 완전하게 분리되는 안전한 물질을 선택한다.

⑸ 피검성분추가법(被檢性分追加法) : 시료의 크로마토그램으로부터 피검성분 A 및 다른 임의의 성분 B의 피이크 넓이 a1 및 b1을 구한다. 다음에 시료의 일정량 W에 성분 A의 기지량 □WA⑹을 가하여 다시 크로마토그램을 기록하여 성분 A 및 B의 피이크 넓이 a2 및 b2를 구하면 K의 정수로 해서 다음 식이 성립한다.

[eqn: {{W}_{A}} over { {W}_{B}} ~=~K {{a}_{1} } over { {b}_{1} }]

[eqn: { {W}_{A}~+~ DELTA {W}_{A}~} over { {W}_{B} } ~=~K { {a}_{2}~} over { {b}_{2}~}]

여기에서 WA 및 WB는 시료중에 존재하는 A 및 B성분의 양, K는 비례상수이다. 위 식으로부터 성분 A의 부피 또는 무게 함유율 X(%)를 다음식으로 구한다.

[eqn: X(%)~=~ { DELTA { W}_{A } } over { LEFT ( { {a }_{2 } } over { { b}_{2 } }` CDOT ` { {b }_{1 } } over { {a }_{1 }} `-`1 RIGHT )~ W ~}` TIMES `100]

주⑹ □WA의 양은 a2/b2의 값이 1.2∼2.0의 사이에 있도록 가하여야 한다.

10.3 정량치(定量値)의 표시방법

10.2에서 얻어진 정량치는 중량%, 부피%, 몰%, ppm 등으로 표시한다.

10.4 검출한계(檢出限界) : 검출한계는 각 분석방법에서 규정하는 조건에서 출력신호를 기록할 때, 잡음신호(Noise)의 2배의 신호를 검출한계로 한다.

10.5 정밀도의 판정(精密度判定) : 각 성분의 분석결과에 대란 정밀도는 각 분석방법에 규정하는 기준으로부터 판정한다.

10.5.1 반복정밀도 : 동일인이 동일장치로 각 분석방법에 규정하는 횟수의 측정을 받복해서 시행할 때 그 결과의 차이가 허용차를 초과해서는 안된다.

10.5.2 재현성(再現性) : 동일시료를 임의의 다른 분석실에서 각 분석방법에 규정하는 횟수의 측정을 할 때 평균치 차이가 허용차를 초과해서는 안된다.

11. 기재요령

가스크로마토그래프에 의하여 정량분석을 할 때에는 다음과 같은 사항을 기재하여야 한다.

⑴ 적용범위 : 대상시료 분석성분 및 그 농도범위

⑵ 시    료 : 시료채취장치, 채취방법, 전처리 및 보존방법

⑶ 장    치 :

① 본  체 : 사용한 분리관의 재질, 길이, 내경, 온도범위, 유로구성(流路構成)

② 검출기 : 검출기의 종류 소요감도

소요감도는 특정선분의 일정량을 도입했을 때의 크로마토그램의 피이크(높이 또는 면적)로 규정하며 그 시험방법도 명기한다.

③ 기록계 : 4.5에 규정한 이외의 것을 사용할 때는 그 특성을 명기한다.

④ 시료도입장치 : 검량도입을 필요로 하는 정량방법을 사용할 때는 시료도입 장치의 종류와 특성을 명기한다.

시료도입장치의 특성은 동일 시료를 반복하여 도입했을 때의 크로마토그램 피이크의 크기(높이 또는 면적)의 반복 정밀도로 규정한다.

⑤ 분리관 충정물질 : 충전물질의 종류 입도(粒度) : 담체의 전처리방법, 고정상액체의 농도(Wt%), 충전일자 및 6.2.2의 ⑶에 규정한 방법이외의 조제방법을 사용할 때는 그 방법을 명기한다. 여기서 충전물질의 입도는 그 크기가 한정되어 있지 않을 때에는 요구되는 분리능(分離能), 보유치(保有値)의 최대 최소치 등을 규정하고 이에 합치되는 대표예(代表例)를 명기한다. 이때에는 제특성의 시험방법도 명기하는 것이 좋다.

⑷ 분석조건

① 온    도 : 분리관오븐, 검출기오븐, 시료도입부

② 운반가스 : 종류 단위시간당 유량

③ 시료도입 : 도입량 분석(도입) 횟수

④ 기록지 이동속도

⑸ 성분의 확인방법 : 대표적인 크로마토그램의 보기를 나타낼 것.

⑹ 정량법

① 피이크의 측정방법 : 적분계를 사용하는 경우에는 그 적분계에 요구되는 정밀도 등을 명기한다.

② 정량방법의 종류 : 검량선이나 보정계수를 이용할 대는 그 검량선이나 보정계수를 보기로 나타낸다.

③ 표준물질 : 종류, 순도와 혼합물일 경우에는 농도범위 및 그 조제방법을 명기한다.

⑺ 분석결과의 표시

① 수치의 취급, 표시방법 표시단위의 마무리 방법

② 허용차 반복시의 저일도 재현정도 등을 명기한다.

제 3 항 흡 광 광 도 법

(Absorptiometric Analysis)

1. 원리 및 적용범위

이 시험방법은 시료물질이나 시료물질의 용액 또는 여기에 적당한 시약을 넣어 발색(發色)시킨 용액의 흡광도를 측정하여 시료중의 목적성분을 정량하는 방법으로 파장 200∼1,200nm에서의 액체의 흡광도를 측정함으로써 대기중이나 굴뚝배출 가스중의 오염물질 분석에 적용한다.

2. 개  요

흡광광도 분석법은 일반적으로 광원(光源)으로 나오는 빛을 단색화장치(Monochrometer) 또는 필터(Filter)에 의하여 좁은 파장범위의 빛(光速)만을 선택하여 액층을 통화시킨 디음 광전측광(光電測光)으로 흡광도를 측정하여 목적성분의 농도를 정량하는 방법이다. 강도 Io되는 단색광속이 그림 1과 같이 농도 C, 길이 □되는 용액층을 통과하면 이 용액에 빛이 흡수되어 입사광의 강도가 감소한다. 통과한 직후의 빛의 강도 It와 Io사이에는 램버어트 비어(Lambert-Beer)의 법칙에 의하여 다음의 관계가 성립한다.

[eqn: {I}_{t }~=~ {I }_{O } ` CDOT ` {10 }^{- epsilon c1 }]

IO : 입사광의 강도

It  : 투사광의 강도□

C  : 농   도

□  : 빛의 투사거리            그림 1 흑광광도 분석방법 원리도

□  : 비례상수로서 흡광계수(吸光係數)라 하고, C=1mol, □=10□일 때의 □의 값을 몰흡광계수라 하며 K로 표시한다.

It와 IO의 관계에서 [eqn: { { I}_{t } } over { {I }_{o } } ~=~t] 를 투과도(透過度), 이 투과도를 백분율로 표시한 것 즉, t×100=T를 투과 퍼센트라 하고 투과도의 역수(逆數)의 상용대수 즉 [eqn: log` { 1} over {t }~=~A]를

흡광도(吸光度)라 한다.

램버어트-비어의 법칙은 대조액층을 통과한 빛의 강도를 IO, 측정하려고 하는 액층을 통과한 빛의 강도를 It로 했을 때도 똑같은 식이 성립하기 때문에 정량이 가능한 것이다.

대조액층(對照液層)으로는 보통 용매 또는 바탕시험액을 사용하며 이것을 대조액이라 한다.

흡광도를 이용한 램버어트-비어의 법칙을 식으로 표시하면 A=□cl이 되므로 농도를 알고 있는 표준액에 대하여 흡광도를 측정하고 흡광계수(□)를 구해 놓으면 시료액에 대해서도 같은 방법으로 흡광도를 측정함으로서 정량을 할 수가 있다.

그러나 실제로는 □를 구하는 대신에 농도가 다른 몇가지 표중액을 사용하여 시료액과 똑같은 방법으로 조작하여 얻은 검량선으로부터 시료중의 목적성분을 정량하는 것이 보통이다.

3. 장    치

3.1 장치의 개요

일반적으로 사용하는 흡광광도 분석앚치는 그림 2와 같이 광원부(光源部), 파장선택부(波長選擇部), 시료부(試料部) 및 측광부(測光部)로 구성되고 광원부에서 측광부까지의 광학계(光學系)에는 측정목적에 따라 형식이 있다.

광 원 부		파 장 선 택 부		시 료 부		측 광 부

그림 2 흡 광 광 도  분 석 장 치

3.2 광 원 부

광원부의 광원에는 텅스텐램프 중수소방전관(重水素放電管) 등을 사용하며 점등(點燈)을 위하여 전원부나 렌즈와 같은 광학계(光學系)를 부속시킨다.

가시부(可視部)와 근적외부(近赤外部)의 광원으로는 주로 텅스텐램프를 사요하고 자외부(紫外部)의 광원으로는 주로 중수소 방전관을 사용한다.

또, 전원부에는 광원의 강도를 안정시키기 위한 장치를 사용할 때도 있다.

3.3 파장선택부

파장의 선택에는 일반적으로 단색화장치(Monochrometer) 또는 필터(Filter)를 사용한다.

단색장치로는 프리즘, 회절격자 또는 이 두가지를 조합시킨 것을 사용하며 단색광을 내기 위하여 슬릿(slit)을 부속시킨다. 필터에는 색유리 필터, 젤라틴 필터, 간접필터 등을 사용한다.

3.4 시 료 부

시료부에는 일반적으로 시료액을 넣은 흡수셀(Cell, 시료셀)과 대조액을 넣는 흡수셀(대조셀)이 있고 이 셀을 보호하기 위한 셀홀더(Cell Holder)와 이것을 광로(光路)에 올려 놓을 시료실(試料室)로 구성된다.

3.5 측 광 부

측광부의 광전측광에는 광전관(光電管), 광전자증배과(光電子增倍管), 광전도셀 또는 광전지 등을 사용하고 필요에 따라 증폭기(增幅器) 대수벼환기(對數變換器)가 있으며 지세계(指示計), 기록계 등을 사용한다.

또 광전관, 광전자증배관은 주로 자외 내지 가시파장 범위에서 광전도셀을 근적외(近赤外) 파장범위에서, 광전지는 주로 가시파장 범위 내에서의 光電測光에서 사용된다.

지시계는 투과율, 흡광도, 농도 또는 이를 조합한 눈금이 있고 숫자로 표시되는 것도 있다.

기록계에는 투과율, 흡광도, 농도 등을 자동기록한다.

3.6 광전분광광도계

파장선택부에 단색화장치를 사용한 장치로 구조에 따라 단광속형(單光速型)과 복광속형(複光速型)이 있고 복광속형에는 흡수스팩트럼을 자동기록할 수 있는 것도 있다.

또 광전분광광도계에는 미분측광(微分測光), 2파장측광(二波長測光), 시차측광(示差測光)이 가능한 것도 있다.

3.7 광전광도계

파장 선택부에 필터를 사용한 장치로 단광속형이 많고 비교적 구조가 간단하여 작업분석용에 적당하다.

3.8 흡수셀(吸收 Cell)

흡수셀을 일반적으로 그림 3과 같이4각형 또는 시험관형의 것을 사용한다.

그림 3⑵의 □는 액량 1□이하 액층(液層)의 길이 10□이상의 것, □는 시료액을 흘려보내면서 그 농도를 측정할 때, □는 휘발성 시료액을 넣었을 때 마개가 있는 것, □는 액층의 길이가 50□이상으로 저농도 시료를 측정할 때 사용하는 특수용도용 흡수셀의 보기이다.

그림 3  흡수셀의 모양

흡수셀의 재질료는 유리, 석영, 플라스틱 등을 사용한다. 유리제는 주로 가시(可視) 및 근적외(近赤外)부 파장범위, 석영제는 자외부 파장범위, 플라스틱제는 근적외부 파장범위를 측정할 때 사용한다.

3.9 장치의 보정

3.9.1 파장눈금의 보정

① 광전분광 광도계에서는 안정한 휘선 스펙트럼(line Spectrum)을 갖는 적당한 광원을 사용하고 그 휘선을 중심으로 전후의 좁은 파장범위에서 스펙트럼의 강도를 측정하여 그림 4와 같은 그래프 용지위에 그 눈금의 값을 기록하고 양측의 직선부분을 연장하여 그 교차점으로부터 파잠 □m을 구한다.

이 파장□m와 진파장(眞波長) □t와의 차 □□가 파장오차를 표시하는 것이므로 단색화 장치의 파장조절기구를 조절하여 □□가 영(Zero)이 되도록 한다.

파장눈금의 교정은 일반적으로 표 1에 따른다.

그림 4  파장눈금교정을 위한 선스펙트럼 측정보기

표 1 파장눈금의 교정
광 원 의 종 류	사용하는 휘선스펙트럼의 파장(nm)
수 소 방 전 관 중 수 소 방 전관 석 영 저 압 수은 방 전 관	486.13 486.00 253.65 435.88	656.28 656.10 365.01 546.07

② 자동기록식 광전분광광도계의 파장교정은 홀뮴(Holmium) 유리의 흡수스펙트럼을 이용한다.

그림 5는 1nm파장폭에서 측정한 홀뮴유리의 흡수스펙트럼을 표시한 보기이다. 파장을 교정할 때 주사속도(走査速度)가 너무 크면 흡수 피이크의 파장이 달라지는 수가 있으므로 적당한 속도로 주사(走査)해야 한다. 또 홀뮴유리나 간섭필터를 사용하여 파장을 교정할 때도 파장폭이 너무 크면 파장이 달라지는 수가 있으므로 주의해야 한다.

그림 5  홀뮴유리의 흡수트펙트럼과 피이크의 파장

3.9.2 흡광도 눈금의 보정

110℃에서 3시간 이상 건조한 중크롬산 칼륨(1급이상)을 N/20 수산화칼륨 용액에 녹여 중크롬산 칼륨용액을 만든다.

그 농도는 시약의 순도를 고려하여 K2Cr2O7으로서 0.0303 g/□가 되도록 한다.

이 용액의 일부를 신속하게 10.0□ 흡수셀에 취하고 25℃에서 1nm이하의 파장폭에서 흡광도를 측정한다. 이 때 각 파장에 있어서의 흡광도 및 투과율은 이상이 없는한 표 2의 값을 나타내야 하며 만일 다른 값을 나타내면 표 2에 의하여 흡광도 눈금을 보정한다.

표 2               중크롬산칼륨용액의 흡광도와 투과율(%)(25℃)

파 장(nm)	흡 광 도	투 과 율(%)	파 장(nm)	흡 광 도	투 과 율(%)
220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330	0.446 0.171 0.295 0.496 0.633 0.745 0.712 0.428 0.419 0.048 0.063 0.049	35.8 67.4 50.7 31.9 23.3 18.0 19.4 37.3 70.9 89.5 86.4 71.0	340 350 360 370 380 390 400 420 440 460 480 500	0.316 0.559 0.830 0.987 0.932 0.695 0.396 0.124 0.054 0.018 0.004 0.000	48.3 27.6 14.8 10.3 11.7 20.2 40.2 75.1 88.2 96.0 99.1 100

3.9.3 미광(迷光, Stray Light)의 유무조사

광원이나 광전측광 검출기에는 한정된 사용파장역(限定使用波長域)이 있어 표 3에 표시한 파장역에서는 미광(迷光, Stray Light)의 영향이 크기 때문에 그림 6에 표시한 것과 같은 투과특성을 갖는 컷트필터(Cut Filter)를 사용하며 미광의 유무를 조사하는 것이 좋다.

표 3	광원 또는 광전측광검출기의 사용파장 한계

파 장 역(nm)	한계파장이 생기는 이유
200~220 300~330 700~800	검출기 또는 수은방전관, 중수소방전관의 단파장 사용한계 텅스턴램프의 단파장 사용한계 광전자 중배관의 장파장 사용한계

그림 6  미광조사용 커트필터의 투과율(%)

4. 측  정

4.1 장치의 설치

장치는 되도록 다음과 같은 조건을 구비한 실내에 설치한다.

⑴ 전원의 전압 및 주파수의 변동이 적을 것

⑵ 직사일광을 받지 않을 것

⑶ 습도가 높지 않고 온도변화가 적을 것

⑷ 부식성 가스나 분진이 없을 것

⑸ 진동이 없을 것

4.2 흡수셀의 준비

흡수셀의 준비는 다음과 같이 한다.

⑴ 시료액의 흡수파장이 약 370nm이상 일 때는 석영 또는 경질유리 흡수셀을 사용하고 약 370nm이하 일때는 석영흡수셀을 사용한다.

⑵ 따로 흡수셀의 길이(□)를 지정하지 않았을 때는 10□셀을 사용한다.

⑶ 시료셀에는 시험용액을, 대조셀에는 따로 규정이 없는 한 증류수를 넣는다. 넣고자 하는 용액으로 흡수셀을 씻은 다음 적당량(셀의 약 8부까지)을 넣고 외면이 젖어 있을 때는 깨끗이 닦는다. 필요하면(휘발성 용매를 사용할 때와 같은 경우) 흡수셀에 마개를 하고 흡수셀에 방향성(方向性)이 있을 때는 항상 방향을 일정하게 하여 사용한다.

⑷ 흡수셀은 미리 깨끗하게 씻은 것을 사용한다.

흡수셀의 세척방법은 다음과 같이 한다.

탄산나트륨용액(2W/V%)에 소량의 음이온 계면활성제(보기 : 액상 합성세제)를 가한 용액에 흡수셀을담가 놓고 필요하면 40∼50℃로 약 10분간 가열한다.

흡수셀을 꺼내 물로 씻은후 질산(1+5)에 소량의 과산화수소를 가한 용액에 약 30분간 담가 놓았다가 꺼내어 물로 잘 씻는다. 깨끗한 가제나 흡수지 위에 거꾸로 놓아 물기를 제거하고 실리카겔을 넣은 데시케이터 중에서 건조하여 보존한다. 급히 사용하고자 할 때는 물기를 제거한 후 에틸알코올로 씻고 다시 에틸에텔로 씻은 다음 드라이어(Dryer)로 건조해도 무방하다.

또 빈번하게 사용할 때는 물로 잘 씻은 다음 증류수를 넣은 용기에 담가 두어도 무방하다.

질산과 과산화수소의 혼액 대신에 새로 만든 크롬산과 황산용액에 약 1시간 담근 다음 흡수셀을 꺼내어 물로 충분히 씻어내도 무방하다. 그러나 이 방법은 크롬의 정량이나 자외역(紫外域) 측정을 목적으로 할 때 또는 접착하여 만든 셀에는 사용하지 않은 것이 좋다. 또 세척후에는 지문이 묻지 않도록 주의하고 빛이 통과하는 면에는 손이 직접 닿지 않도록 해야 한다.

4..3 측정준비

흡광도의 측정준비는 다음과 같이 한다.

⑴ 측정파장에 따라 필요한 광원과 광전측광 검출기를 선정한다.

⑵ 전원을 넣고 잠시 방치하여 장치를 안정시킨후 감도와 영점(Zero)을 조절한다.

⑶ 단색화장치나 필터를 이용하여 지정된 측정파장을 선택한다.

4.4 흡광도의 측정

흡광도의 측정은 원칙적으로 다음과 같은 순서로 한다.

⑴ 눈금판의 지시가 안정되어 있나를 확인한다.

⑵ 대조셀을 광로(光路)에 넣고 광원으로 부터의 광속(光速)을 차단하고 영점을 맞춘다. 영점을 맞춘다는 것은 투과율 눈금으로 눈금판의 지시가 영이 되도록 맞추는 것이다.

⑶ 광원으로부터 광속을 통하여 눈금 100에 맞춘다.

⑷ 시료셀을 광로(光路)에 넣고 눈금판의 지시치(指示値)를 흡광도 또는 투과율로 읽는다. 투과율로 읽을 때는 나중에 흡광도로 환산해 주어야 한다.

⑸ 필요하면 대조셀을 광로에 바꿔넣고 영점과 100에 변화가 없는 가를 확인한다.

⑹ 위 ⑵, ⑶, ⑷의 조작 대신에 농도를 알고 있는 표준액 계열을 사용하며 각각의눈금에 맞추는 방법도 무방하다.

4.5 흡수곡선의 측정(吸收曲線의 測定)

흡수곡선의 측정은 다음과 같이 한다.

필요한 파장범위에 대해서 10nm마다의 흡광도를 측정하여 힁측(가로)에 파장을, 종축(세로)에 흡광도를 표시하고 그래프용지에 양자의 관계곡선을 작성하여 흡수곡선을 만든다.

이때 흡수 최대치(Peak) 부그넹서는 파장간격을 1∼5nm까지 좁게하여 흡광도를 측정하는 것이 좋다.

또 흡광도의 변호가 적은 파장에서는 파장간격을 적당히 넓게 하여도 상관없다.

이때 흡광도 대신에 투과율을 종축(縱軸)에 표시해도 된다.

또한 흡수곡선을 작성하는 데는 자기분광광전광도계(自記分光光電光度計)를 사용하는 것이 편리하다.

그림 7은 흡수곡선의 보기를 표시한 것이다.

그림 7  흡수곡선(과망간산칼륨 용액의 흡수곡선)

4.6 성적의 정리

측정결과에는 다음과 같은 사항을 기록하여 둔다.

⑴ 사용한 장치의 명칭과 형식

⑵ 광전분광광도계를 사용했을 때는 측정파장, 슬릿의 폭 및 밴드폭

⑶ 광전광도계를 사용했을 때는 필터의 번호

⑷ 흡수셀의 재질모양, 셀의 길이 또는 직경

⑸ 대조액의 성분

⑹ 시험용액 또는 발색된 액의 성분

⑺ 시험용액의 액성

⑻ 시약첨가에서부터 흡광도 측정까지의 시간

⑼ 측정시의 시험용액 온도

⑽ 기타 필요사항

5. 정량방법

흡광광도 분석방법으로 정량분석을 하려면 이미흡광도와 시료성분의 농도와의 비례와 같은 시료에 대한 흡광도의 재현성을 검토하여야 한다.

일반적으로 정량분석에는 검량선을 미리 작성해 놓는 방법을 이용하며 경우에 따라서는 □의 값(몰 흡광계수)을 미리 구해 놓는 방법도 이용한다.

5.1 검량선의 작성

검량선은 표준액의 여려가지 농도에 대하여 적당한 대조액을 사용하며 흡광도를 측정하고 표준액의 노도를 횡측, 흡광도를 종축에 취하여 그래프 용지위에 양자의 관계선을 구하여 작성한다.

검량선은 거의 직선을 나타내는 범위내에서 사용하는 것이 좋다. 시약이 바뀌거나 시험자가 바뀔때에는 검ㄹ야선을 다시 작성하는 것이 좋다. 단, 투과율을 측정하여 흡광도로 환산하지 않고 검량선을 작성할 때는 편대수(片對數) 그래프 용지를 사용하여 대수축에 투과율을 취하여 검량선을 작성한다.

5.1.1 표준액

분석하려는 성분의 순물질(純物質) 또는 일정농도의 표준액을 단계적으로 취하여 규정된 방법에 따라 표준액 계열을 만든다. 이때의 표준액 농도는 시험용액중의 분석하려는 성분의 추정농도와 거의 같은 농도범위로 한다.

5.1.2 대조액

일반적으로 용매를 사용하며 분석하려는 성분이 들어있지 않은 같은 종류의 시료를 사용하여 규정된 방법에 따라 조제한다.

5.2 정량조건의 검토

흡광광도법으로 정량분석을 할 때는 다음과 같은 조건을 검토하여 결정하여야 한다.

5.2.1 발색반응의 검토

⑴ 발색한 시험용액에 대한 흡수곡선과 최대흡수파장

⑵ 바탕시험액의 흡수곡선과 바탕시험치

⑶ 액성의 변화에 따른 흡광도의 변화

⑷ 최적 pH범위와 완충액의 종류 및 첨가량

⑸ 마스킹이 필요할 때는 파스킹제의 종류와 첨가량

⑹ 안정제, 산화방지제 등의 종류와 첨가량

⑺ 온도변화 및 방치시간에 의한 흡광도의 변화

⑻ 시약의 농도 첨가량 첨가순서의 영향

⑼ 시료액중의 피검성분의 최적농도 범위

⑽ 시료액에 대한 빛(光)의 영향

⑾ 용매 추출을 할 때는 최적용매의 선정

5.2.2 측정조건의 검토

⑴ 측정파장은 원칙적으로 최고의 흡광도가 얻어질 수 있는 최대 흡수파장을 선정한다.

단, 방해성분의 영향, 제현성 및 안정성 등을 고려하여 차선(次善)의 측정파장 또는 필터를 선정하는 수도 있다.

⑵ 대조액은 용매, 바탕시험액 기타 적당한 용액을 선정한다.

⑶ 측정된 흡광도는 되도록 0.2∼0.8의 범위에 들도록 시험용액의 농도 및 흡수셀의 길이를 선정한다.

⑷ 부득이 흡광도를 0.1미만에서 측정할 때는 눈금 확대기를 사용하는 것이 좋다.

5.3 정량조작

정량조작은 원칙적으로 다음과 같은 순서로 한다.

⑴ 피검액(被檢液)을 메스플라스크 같은 용기에 달아 넣는다.

⑵ 발색시약, 산, 알칼리, 완충액, 마스킹제, 안정제 등 각각 규정된 순서에 따라 가한다.

⑶ 충분한 발색이 되도록 필요하면 가열 또는 방치한다.

⑷ 용매를 가하여 일정용적으로 희석한다.

⑸ 광도계의 측정파장 또는 필터, 슬릿의 폭, 흡수셀 등을 규정한 방법에 따라 조절 또는 준비한다.

⑹ 발색액의 일부를 훕수셀에 넣어 4.4의 순서에 따라 흡광도를 측정한다.

⑺ 측정한 흡광도를 5.1의 요령에 따라 작성한 검량선과 비교하여 목적하는 성분의 농도를 구한다.

비고 : 시료중의 목적성분 농도가 낮을 때는 발색액에 잘 녹지 않는 피검성분을 다시 잘 녹는 용매로 추출하여 흡광도를 측정하고 농도를 구해도 무방하다.

제 4 항 원자흡광 광도법(Atomic Absorption

Spectrophotometry)

1. 원리 및 적용범위

이 시험방법은 시료를 적당한 방법으로 해리(解離)시켜 중성원자로 증기화하여 생긴 기저상태(Ground State or Normal State)의 원자가 이 원자 증기층을 투과하는 특유파장의 빛을 흡수하는 현상을 이용하여 광전측광(光電測光)과 같은 개개의 특유 파장에 대한 흡광도를 측정하여 시료중의 원소(元素) 농도를 정량하는 방법으로 대기 또는 배출 가스중의 유해 중금속 기타 원소의 분석에 적용한다.

2. 용  어(用語)

⑴ 역화(Flame Back) : 불꽃의 연소속도가 크고 혼합기체의 분출속도가 작을 때 연소현상이 내부로 옮겨지는 것

⑵ 원자흡광도(Atomic Absorptivity or Atomic Extinction Coefficient)

어떤 진동수 i의 빛이 목적원자가 들어 있지 않는 불꽃을 투과했을 때의 강도를 Io□, 목적원자가 들어 있는 불꽃을 투과했을 때의 강도를 I□라 하고 불꽃중의 목적원자농도를 c, 불꽃중의 광도의 길이(Path Length)를 □라 했을 때

[eqn: {E}_{AA}~=~ { { log}_{10 } CDOT { I}_{0 } nu /I nu } over { C CDOT □ }]로 표시되는 양을 말한다.

⑶ 원자흡광(분광) 분석[Atomic Absorption(Spectrochemical) Analysi]

원자흡광 측정에 의하여 하는 화학분석

⑷ 원자흡광(분광) 측광 [Atomic Absorption(Spectro) Photometry]

원자흡광 스펙트럼을 이용하여 시료중의 특정원소의 농도와 그 휘선(輝線)의 흡광정도(보통은 보정되지 않은 흡광도로 나타냄)와의 상관관계를 측정하는 것

⑸ 원자흡광스펙트럼(Atomic Absorption Spectrum)

물질의 원자증기층을 빛이 통과할 때 각각 특유한 파장의 빛을 흡수한다. 이 빛(光束)을 분산하여 얻어지는 스펙트럼을 말한다.

⑹ 공명선(Resonance Line) : 원자가 외부로부터 빛을 흡수했다가 다시 먼저 상태로 돌아갈 때(遷移) 방사하는 스펙트럼선

⑺ 근접선(Neighbouring Line) : 목적하는 스펙트럼선에 가까운 파장을 갖는 다른 스펙트럼선

⑻ 중공음극랩프(Hollow Cathode Lamp)

원자흡광분석의 광원(光源)이 되는 것으로 목적원소를 함유하는 중공음극 한 개 또는 그 이상을 저압의 네온과 함께 채운 방전관(放電管)

⑼ 다음극 중공음극램프(Multi-Cathod Hollow Cathode Lamp)

두개 이상의 중공음극을 갖는 중공음극램프

⑽ 다원소 중공음극램프(Multi-Element Hollow Cathode Lamp)

한 개의 중공음극에 두 종류이상의 목적원소를 함유하는 중공음극램프

⑾ 충전가스(Filler Gas) : 중공음극램프에 채우는 가스

⑿ 소연료불꽃(Fuel-Lean Flame) : 가연성가스와 조연성(助燃性) 가스의 비를 적게 한 불꽃 즉, 가연성 가스/조연성 가스의 값을 적게 한 불꽃

⒀ 다연료 불꽃(Fuel-Rich Flame) : 가연성 가스/조연성 가스의 값을 크게 한 불꽃

⒁	분무기(Nebulizer Atomizer) : 시료를 미세한 입자로 만들어 주기 위하여 분무하는 장치

□ 분무실(Nebulizer-Chamber, Atomizer Chamber) : 분무기의 병용(倂用)하여 분무된 시료용액의 미립자를 더욱 미세하게 해주는 한편 큰 입자와 분리시키는 작용을 갖는 장치

(16) 슬롯버너(Slot Burner, Fish Tail Burner) : 가스의 분출구가 세극상(細隙狀)으로 된 버너

(17) 전체분무버너(Total Consumption Burner, Atomizer Burner) : 시료용액을 빨아올려 미립자로 되게 하여 직접 불꽃중으로 분무하여 원자증기화하는 방식의 버너

(18) 예복합 버너(Premix Type Burner) : 가연성 가스, 조연성 가스 및 시료를 분무실에서 혼합시켜 불꽃중에 넣어주는 방식의 버너

(19) 선폭(Line Width) : 스펙트럼선의 폭

(20) 선프로파일(Line Profile) : 파장에 대한 스펙트럼선의 강도를 나타내는 곡선

(21) 멀티 패스(Multi-Path) : 불꽃중에서의 광로(光路)를 길게 하고 흡수를 증대시키기 위하여 반사를 이용하여 불꽃중에 빛(光束)을 여러번 투과시키는 것

3. 개  요

원자증기화하여 생긴 기저상태의 원자가 그 원자증기층을 투과하는 특유 파장의 빛을 흡수하는 성질을 이용한 것으로 원자에 의한 빛의 흡수정도와 원자증기 밀도와의 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.

흡수하는 성질을 이용한 것으로 원자에 의한 빛의 흡수정도와 원자증기 밀도와의 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.

즉 진동수 □ 강도 Io 되는 광원으로부터 반사되는 길이 □(□)의 원자증기층은 투과할 때 그 원자에 의하여 흡수되어 빛의 강도가 I□rk 되었다고 하면

I□ = Io□·exp-k-□·l	⑴dl 된다.

여기서 k□는 비례정수로 진동수 □에서의 흡수율이라 부르고 □에 따라 다른 값을 갖는다. 또 k□에 관한 적분흡수율 ∫k□ d□의 값은 다음 식으로 표시된다.

[eqn: INT k nu ~ d nu ~=~ { { pi e}^{2 } } over {mc } N nu f~……………………………………~⑵]

e  : 전자의 전기량

m : 전자의 질량

c  : 광속도

N□: □∼□+d□의 범위에서 흡수에 관계하는 1□당의 원자수 즉 원자의 밀도

f  : 진동자 강도(振動子 强度)

⑵식으로부터 적분 흡수율은 기저상태의 원자수 N□(원자밀도)에 비례한다는 것을 알 수 있다. 시료의 원자화 수단으로 일반적으로 사용되는 불꽃중에서의 원자밀도를 N이라하면 ⑵식은

[eqn: INT k nu d nu ~=~ { { pi e}^{2 } } over {mc }Nf~…………………………………………~⑶`이~되고]

적분흡수율과 원자밀도 N은 비례한다.

원자 흡광분석에는 광원으로 원자흡광스펙트럼보다는 선폭이 좁은 휘선 스펙트럼을 사용하여 적분흡수율을 구하는 대신 원자흡광스펙트럼선의 중앙에서의 흡수율 Km,ax를 측정하여 N을 구하는 것이 보통이다.

시료중의 목적원소 농도C의 원자증기밀도 N과는 분석조건만 일정하면 비례관계가 성립하기 때문에 N을 알면 시료중의 목적원소 농도C를 결정할 수 있다.

원자흡광광도법에서 측정되는 흡수의 정도는 일반적으로 흡광도 또는 투과율(%)로 표시하고 각각 ⑷⑸의 식으로 정의된다.

흡광도 A = log10(/I□)	⑷

투과율 T(%) = (I□/Io□)×100	⑸

또 ⑴식을 흡광도로 표기하면

A = 0.4343 K□□	⑹

이 되므로 적분흡수율을 측정하는 대신에 Kmax를 측정할 때는

A = Kmax□	⑺

따라서 흡광도 A를 측정함으로써 Kmax를 구할 수 있게 된다. Kmax를 시료중의 목적원자 농도 C로 나눈 값은 원자흡광을 EAA에 대응하고 ⑺식은

A = EAAC□…………………………⑻로 표시할 수 있다.

원자흡광률은 목적원자맏 고유한 정수(定數)로 나타나므로 □이 결정되어 있을 때는 A를 축정하여 C를 구할 수가 있다. 분석조작으로서는 미리 농도를 알고 있는 표준시료용액에 대하여 측정하고 농도대 흡광도의 그래프 즉, 검량선을 작성하여 놓는다. 다음에 미지 농도의 시료에 대하여 흡광도를 측정하고 검량선과 비교하여 농도를 구한다.

4. 장  치

4.1 장치의 개요

원자흡광 분석장치는 일반적으로 그림 1과 같이 광원부, 시료원자회부, 파장선택부(분광부) 및 측광부로 구성되어 있고 단광속형(單光速型)과 복광속형(複光速型)이 있다.

또 여러개 원소의 동시 분석이나 내표준법에 의한 분석을 목적으로 할 때는 그림 2와 같이 위의 구성요소를 여러개 복하한 멀티채널형(Mult-Channel 型)의 장치도 있다.

그림 1  원자흡광 분석장치의 구성

그림 2  Multi-Channel 방식

그림 3  Hollow Chthode Lamp의 구조

4.2 광원부

4.2.1 광원램프

⑴ 중공음극램프 : 원자흡광분석용 광원은 원자흡광 스펙트럼선의 선폭보다 좁은 선폭을 갖고 휘도가 높은(高輝度) 스펙트럼을 방사하는 중공음극램프가 많이 사용된다.

중공음극램프는 양극(+)과 중공원총상(中空圓筒狀)의 음극(-)을 저압의 회유가스 원소와 함께 유리 또는 석영제의 창판(窓板)을 갖는 유리관중에 봉입(封入)한 것으로 음극은 분석하려고 하는 목적의 단일원소 목적원소를 함유하는 합금 또는 소결합금(燒結合金)으로 만들어져 있다(그림 3 참조).

⑵ 기타램프 : 나트륨(Na), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 카드뮴(Cd), 수은(Hg), 탈륨(TI)과 같이 비점(沸點)이 낮은 원소에서는 열음극(熱陰極)이나 방전램프를 사용할 수도 있다. 또 금 속의 할로겐화물을 봉입하여 고주파 방전에 의하여 점등하는 방식의 방전램프를 사용할 수도 있다.

4.2.2 램프점등장치

중공음극램프를 동작시키는 방식에는 직류점등 방식과 교류점등 방식이 있다. 직류점등 방식에서는 광원램프와 시료의 원자화부와의 사이에 빛의 단속기(光斷續器)를 넣어 빛을 변조시키고 측광부에서는 변조된 교류 신호만을 검출 증폭하여 불꽃자신아나 시료의 발광등에 의한 영향을 제거하도록 하는 것이 보통이다. 교류점등 방식은 광원의 빛 자체가 변조되어 있기 때문에 빛의 단속기(Chopper)는 필요하지 않다.

직류 또는 교류점등 방식 모두 광원램프의 점등장치로서는 아래와 같은 조건을 구비하여야 한다.

⑴ 전원회로는 전류 또는 전압이 일정한 것이어야 한다.

⑵ 램프의 전류 값을 정밀하게 조정할 수 있는 것이어야 한다.

⑶ 램프의 수에 따라 필요한 만큼의 예비점등 회로를 갖는 것이어야 한다.

4.3 시료원자화부

시료원자화부는 시료를 원자증기화하기 위한 시료원자화 정치와 원자증기 중에 빛을 투과시키기 위한 광학계로 되어 있다.

4.3.1 시료원자화장치

시료를 원자화하는 일반적인 수단은 용액상태로 만든 시료를 불꽃중에 분무하는 방법이며 플라즈마 젯트(Plasma Jet) 불꽃 또는 방전(Spark)을 이용하는 수도 있다. 또 고체시료를 흑연도가니중에 넣어서 증발시키거나 음극 스퍼터(Sputtering)에 의하여 원자화시키는 방법도 있다.

⑴ 버어너 : 버어너에는 크게 나누어 시료용액을 직접 불꽃중으로 분무하여 원자화하는 전분무(全噴霧) 버어너와 시료용액을 일단 분무실내에 불어넣고 미세한 입자만을 불꽃중에 보내는 예혼합(豫混合) 버어너가 있다. 전분무 버어너는 그림 4와 같은 구조를 갖는 것으로 가연가스와 조연가스가 버어너 선단부에서 혼합되어 불꽃을 형성하고 이 때 빨아올린 시료용액은 모두 이 불꽃속으로 들어가게 된다.

예혼합 버어너는 그림 5와 같이 분무기 분무실 및 버어너 머리(Burner Head)로 구성되고 가연성 가스에 의하여 분무된 시료나 가연성 가스가 미리 분무실 안에서 혼합되어 버어너 머리로 보내지도록 되어 있다. 버어너의 선단부에는 얇은 판막모양(Laminar型)의 안정된 불꽃을 만들기 위하여 그림 5와 같이 가늘고 긴 간극(細隙)이 있기 때문에 슬롯 버어너(Slot Burner)라고도 불리워 진다. 버어너 선단부에 있는 세극 모양은 사용하는 가연성 가스와 조연성 가스의 종류에 따라 다르다.

또 분무실은 그림 5와 같은 것 이외에 그림 6과 같은 가열형 분무실(加熱型 噴霧室)로 사용된다.

그림 4  전분무 버어너

그림 5  예혼합(豫混合) 버어너

그림 6 가열형 분무실

⑵ 불꽃 : 원자흡광 분석에 사용되는 불꽃을 만들기 위한 조연성 가스와 가연성 가스의 조합은 수소-공기, 수소-공기-알곤, 수소-산소, 아세틸렌-공기, 아세틸렌-산소, 아세틸렌-아산화질소, 프로판-공기, 석탄가스-공기 등이 있다.

이들 가운데 수소-공기, 아세틸렌-공기, 아세틸렌-아산화질소 및 프로판-공기가 가장 널리 이용된다.

이 중에서도 수소- 공기와 아세틸렌-공기는 거의 대부분의 원소분석에 유효하게 사용되며 수소-공기는 원자외 영역(原子外 領域)에서의 불꽃자체에 의한 흡수가 적기 때문에 이 파장영역(波長領域)에서 분석선을 갖는 원소의 분석에 적당하다. 이세틸렌-아산화질소 불꽃은 불꽃의 온도가 높기 때문에 불꽃중에서 해리(解離)하기 어려운 내화성산화물(耐火性酸化物 Refractory Oxide)을 만들기 쉬운 원소의 분석에 적당하다.

프로판-공기 불꽃은 불꽃온도가 낮고 일부 원소에 대하여 높은 감도를 나타낸다.

어떠한 종류의 불꽃이라도 가연성 가스와 조연성가스의 혼합비는 감도에 크게 영향을 주며 최적혼합비는 원소에 따라 다르다.

또 불꽃중에서의 원자증기의 밀도 분포는 원소의 종류와 불꽃의 성질에 따라 다르다. 따라서 광원에서 나오는 빛을 불꽃의 어느 부분에 통과시키느냐에 따라 감도가 달라지기 때문에 분석온도나 분석조건에 따라서 불꽃중의 가장 적당한 곳에 빛이 통과하도록 버어너의 위치를 조절해 줄 필요가 있다.

⑶ 가스유량 조절기 : 가연성 가스 및 조연성 가스의 압력과 유량을 조절하여 적당한 혼합비로 안정한 불꽃을 만들어 주기 위하여 사용된다.

4.3.2 광학계

원자 흡광분석에서는 분석의 감도를 높여주고 안정한 측정치를 얻기 위하여 불꽃중에 빛을 투과시킬 때 다음의 조건을 만족시킬 수 있어야 한다.

⑴ 빛이 투과하는 불꽃중에서의 유효길이를 되도록 길게 한다.

⑵ 불꽃으로부터 빛(光速)이 벗어나지 않도록 한다.

가늘고 긴 세극을 갖는 슬롯 버어너를 사용할 때는 빛이 투과하는 불꽃의 길이를 10□정도까지 길게 할 수는 있지만 유효불꽃 길이를 그 이상으로 해 주려면 적당한 광학계를 이용하여 빛을 불꽃중에 반복하여 투과시키는 멀티패스(Multi Path) 방식을 사용한다.

그림 7은 그 광학계의 보기를 나타낸 것이다.

그림 7  여러 가지의 멀티패스 광학계

멀티패스 방식의 광학계에서는 되도록 불꽃중의 동일한 부분에 빛을 집중적으로 투과시켜 주고 목적원소나 시료 농도에 따라 빛의 투과 횟수를 바꿔주는 것이 좋다.

4.4 분광기(파장선택부)

분광기(파장선택부)는 광원램프에서 방사되는 휘선스펙트럼 가운데서 필요한 분석선만을 골라내기 위하여 사용되는데 일반적으로 회절격자(回折格子)나 프리즘(Prism)을 이용한 분광기가 사용된다.

4.4.1 분광기

분광기로서는 광원램프에서 방사되는 휘선 스펙트럼 중 필요한 분선석만을 다른 근접선이나 바탕(Background)으로부터 분리해 내기에 충분한 분해능(分解能)을 갖는 것이어야 한다.

또한 동시에 양호한 SN비로 광전측광을 할 수 있는 밝기를 가질 것이 요망된다.

근접선이나 바탕의 상태는 사용하는 광원램프에 따라 다르기 때문에 목적원소에 따라 슬릿(Slit)의 폭을 바꾸어 목적하는 분석선만을 선택해내야 할 필요가 있다.

이때 슬릿의 폭은 목적하는 분석선을 분리해 낼 수 있는 범위내에서는 되도록 넓게 하는 것이 좋다.

4.4.2 필터(Filter)

알칼리나 알칼리도류 원소와 같이 광원의 스펙트럼 분포가 단순한 것에서는 분광기 대신 간섭필터를 사용하는 수가 있다.

4.4.3 기타 분광장치

광원부에 연속광원을 사용할 때는 매우 높은 분해능을 갖는 분광기가 필요하기 때문에 에탈론(Ethalon)간섭분광기가 사용된다. 또 특수한 분광장치로 공명발광(共鳴發光)의 원리를 응용한 공명 단색계(Resonance Monochrometer)가 있다.

4.5 측광부

측광부는 원자화된 시료에 의하여 흡수된 빛의 흡수강도를 측정하는 것으로서 검출기, 증폭기 및 지시계기로 구성된다

검출기로부터의 출력전류를 측정하는 방식에느 직류방식과 교류방식이 있다. 직류방식은 광원을 직류로 동작시키는 경우에 사용되며 교류방식은 광원을 교류로 동작시키는 경우나 광원을 직류로 동작시키고 광단속기(光斷續器, Chopper)로 단속시키는 경우에 이용된다.

4.5.1 검출기

사용하는 분석선의 파장에 따라 적당한 분광감도특성을 간는 검출기가 사용된다. 원자외역영(遠紫外領域)에서부터 근적외 영역(近赤外 領域)에 걸쳐서는 광전자 증배관을 가장 널리 사용한다.

이 밖에 광전관 광전도셀(光電導 Cell) 광전지(光電池) 등도 이용된다.

4.5.2 증폭기

직류방식일 때는 검출기에서 나오는 출력신호를 직류 증폭기에서 증폭하고 교류방식일 때는 고류증폭기에서 증폭한 후 정류()整流)하여 지시계기로 보낸다. 교류방식에서는 불꽃의 빛이나 시료의 발광등의 영향이 적다.

4.5.3 지시계기

지시계기는 증폭기에서 나오는 신호를 흡광도 흡광률(%) 또는 투과율(%) 등으로 눈금을 읽기 위한 것으로 주로 직독식미터, 보상식 포테쇼미터(補償式 Potentiometer), 기록계 디지탈표시기(Digital 表示器) 등이 사용된다.

이 때 대수변화기나 눈금확대기 등이 사용되고 측광 정밀도를 높이기 위하여 적분장치가 사용되기도 한다.

4.6 시료 및 기타재료

4.6.1 표준시료

순도가 높은 표준용 시약을 정확히 달아 목적원소의 농도를 단계적으로 나타나도록 용해 희석하여 여러개의 표준용액을 만든다. 시약은 적어도 1급이상의 것을 사용하며 특히 풍화, 조해, 화학변화 등에 의한 농도의 변화가 없는 것이어야 한다.

이때 필요하면 재결정, 승화, 재침전 등의 수단에 의하여 불순물의 제거 또는 정제한다.

용매로서의 물이나 유기화합물은 4.6.3에 표시한 방법에 따라 정제한 것을 사용하고 바탕시험치(空試驗値)는 되도록 적은 값이 되도록 한다. 표준시료 용액은 분석시료 용액과 물리적 화학적 성질이 되도록 비슷하고 특히 공존물질의 조성이나 존재량이 같도록 조제하여 간섭을 피하도록 한다.

4.6.2 분석시료

고체나 고체와 비슷한 상태의 시료는 물에 녹여 희석한 다음에 분석하는 것을 원칙으로 한다.

물에 녹지 않는 시료는 적당한 산 알칼리 또는 유기용매 등을 사용하여 녹이든가 알칼리 용융(熔融)이나 불화수소산처리, 강산화제에 의한 분해, 가열회화(加熱灰化) 또는 기타 방법에 의하여 가용성으로 한 다음 이것으 물로 추출한다.

어떠한 경우에도 여기서 얻어진 불용성 물질은 다시 적당한 방법에 의하여 따로 재용해(再溶解)시킨다. 액체시료는직접 물로 희석하여 분석하는 일이 많으나 유지성(油脂性) 시료같은 물질은 유기용매를 사용하여 용해 희석한다. 이때 필요하면 여과 원심분리 또는 고체시료에서와 같은 화학적 처리를 해야 될 경우도 있다.

시료용액은 일반적으로 불필요하게 농도를 높게 하는 것보다 오히려 묽은 용액의 상태로 하는 것이 측광 정밀도가 높은 분석결과를 얻을 수 있다. 시료용액중에 있는 다량 또는 어떤 특정한 공존물질로 인하여 미량의 목적 원소분석이 간섭받을 경우에는 표준시료용액에 동일 공존물질을 등량첨가(等量添加)하여 분석하는 방법, 특수한 유기시약이나 유기용매로 목적원소만을 추출하여 분석하는 방법, 일정한 시약을 첨가하여 간섭을 억제하는 방법 등을 이용한다.

조제한 시료용액은 장시간 방치하면 가수분해 산화환원 등의 화학변화가 일어나는 수가 있다.

특기 용기에 뚜껑이 없이 노출되는 경우에는 분진 등에 의한 오염이나 용매의 증발에 의한 농도변호가 일어나가 쉬우므로 조제후에는 되도록 신속하게 분석 해야 한다.

4.6.3 순수한 물과 유기용매

시료의 용액 희석 또는 먼저 행한 분석시료에 의한 오염을 세척 제거하기 위해서는 아주 순수한 물이 필요하다.

이 목적에 적합한 물로서는 일반적으로 양, 음(陽, 陰) 이온교환수지층을 통과시켜 얻은 탈염수(脫□水)나 재증류수를 사용한다.

그러나 이온교환 수지로서는 용존하는 콜로이드(Colloid)성 물질이나 용존가스 등을 제거할 수 없기 때문에 증류와 이온교환 처리를 병용(倂用)하는 것이 좋다.

용존하는 가스는 증류해도 완전히 제거되지는 않지만 실험실에서 문제되는 가스는 수도물중의 염소 이외에 CO2, SO2 또는 그 밖에 예상할 수 있는 가스가 대부분이기 때문에 적당한 제거조작으로 제거할 수가 있다. 유기용매는 일반적으로 증류애 의하여 정제할 수가 없지만 경우에 따라서는 다른 시약을 첨가하여 증류하든가 분액깔때기를 사용하여 씻어 낸 다음 증류하는 방법을 쓴다.

4.6.4 가연성 가스와 조연성 가스

가연성 가스로는 순도가 높은 것을 사용한다.

조연성 가스로서의 공기는 일반적으로 공기압축기에 의하여 공급되는 것이 보통이고 분진은 충분히 제거한다.

5. 조 작 법

5.1 시료의 조제

앞의 4.4.5의 방법을 참고하여 각각 분석시료에 적당한 방법으로 시료를 처리하여 시료용액을 만든다.

5.2 측정조건의 결정

5.2.1 버어너 및 불꽃의 선택

분석시료 및 목적원소에 가장 적당한 버어너와 불꽃을 선택한다.

5.2.2 분석선의 선택

감도가 가장 높은 스펙트럼선을 분석선으로 하는 것이 일반적이지만 시료농도가 높을 때에는 비교적 감도가 낮은 스펙트럼선을 선택하는 경우도 있다.

5.2.3 램프 전류값의 설정

일반적으로 광원램프의 전류값이 높으면 램프의 감도가 떨어지고 수명을 감소하므로 광원램프는 장치의 성능이 허락하는 범위내에서 되도록 낮은 전류값에서 동작시킨다.

5.2.4 분광기 슬릿(Slit) 폭의 설정

양호한 SN비를 얻기 위하여 분광기의 실릇 폭은 목적으로 하는 분석선을 분리할 수 있는 범위내에서 되도록 넓게 한다.(이웃의 스펙트럼선과 겹치지 않는 범위 내에서).

5.2.5 가연성 가스 및 조연성 가스의 유량과 압력조절

시료의 설징 목적원소의 감도, 안정성 등을 고려하여 가연성 가스 및 조연성 가스의 유량과 압력을 가장 적당한 값으로 설정한다.

5.2.6 불꽃중을 투과하는 광속(光速)의 위치결정

불꽃중에서의 시료의 원자밀도 분포와 원소 불꽃의 상태 등에 따라 다르므로 불꽃의 최적위치에서 빛(光速)이 투과하도록 버어너의 위치를 조절한다.

비고 : 측정조건을 결정할 때는 장치에 관한 다음과 같은 특성을 알고 사용하여야 한다.

1. 측정가능한 파장범위

2. 분광기의 슬릿 폭과 인접선과의 관계

3. 광원램프의 휘선 스펙트럼의 프로필과 그 흡광감도

4. 광원램프의 특성

5. 불꽃의 성질과 버어너의 특성

6. 각 원소에 대한 장치의 흡광감도

7. 검출기의 분광감도 특성

6. 측정순서

⑴ 전원 스위치 및 관련 스위치를 넣어 측광부에 전류를 통한다.

⑵ 광원램프를 점등하여 적당한 전류값으로 설정한다.

다수의 광원램프를 동시에 사용할 경우에는 미리 예비점등시켜두면 편리하다.

⑶ 가연성 가스 및 조연성 가스 용기가 각각 가스유량조정기를 통하여 버어너에 파이프로 연결되어 있는가를 확인한다.

⑷ 가스유량 조절기의 밸브를 열어 불꽃을 점화하여 유량조절 밸브로 가연성 가스와 조연성 가스의 유량을 조절한다.

⑸ 분광기의 파장눈금을 분석선의 파장에 맞춘다.

⑹ 0을 맞춘다(이 때 광원으로부터 광속(光速)을 차단하고 용매를 불꽃중에 분무시킨다) 0을 맞춘다는 것은 투과백분율 눈금으로 지시계기의 가르침을 0%에 맞추는 것이다.

⑺ 100을 맞춘다(이 때 광원으로부터의 광속은 차단을 푼다. 100을 맞춘다는 것은 투과 백분율 눈금으로 지시계기의 가르킴을 100%에 맞추는 것이다.

⑻ 시료용액을 불꽃중에 분무시켜 지시한 값을 읽어 둔다.

지시한 값이 투과 백분율만으로 표시되는 경우에는 보통 흡광도로 환산한다.

비고 : ⑹⑺⑻에 나타낸 바와 같이 0이나 100을 맞추는 조작을 행하지 않고 표준용액 영역에 지시된 값에 대응하는 적당한 눈금을 맞추는 방법도 있다.

7. 검량선의 작성과 정량법

⑴ 검량선의 직선영역

원자흡광분석에 있어서의 검량선은 일반적으로 저농도 영역에서는 양호한 직선성을 나타내지만 고농도 영역에서는 여러가지 원인에 의하여 휘어진다. 따라서 정량을 행하는 경우에는 직선성이 좋은 농도 또는 흡광도의 영역을 사용하지 않으면 안된다.

⑵ 검량선법

검량선은 적어도 3종류 이상의 농도의 표준시료용액에 대하여 흡광도를 측정하여 표준물질의 농도를 가로대에, 흡광도를 세로대에 취하여 그래프를 그려서 작성한다.

그림 8□에 따라서 분석시료에 대하여 흡광도를 측정하고 검량선의 직선영역에 의하여 목적성분의 농도를 구한다. 이 방법은 분석시료의 조성과 표준시료와의 조성이 일치하거나 유사하여야 한다. 조성이 다른 경우에는 조성의 차로 인한 분석오차가 분석정밀도에 대하여 무시될 수 있는가를 확인해 둘 필요가 있다.

⑶ 표준첨가법

같은 양의 분석시료를 여러개 취하고 여기에 표준물질이 각각 다른 농도로 함유되도록 표준용액을 첨가하여 용액열을 만든다. 이어 각각의 용액에 대한 흡광도를 측정하여 가로대에 용액영역중의 표준물질 농도를, 세로대에는흡광도를 취하여 그래프용지에 그려 검량선을 작성한다. 그림 8□에 있어서 목적성분의 농도는 검량선이 가로대와 교차하는 점으로부터 첨가표준물질의 농도가 0인 점까지의 거리로써 구한다.

이 방법이 유효한 범위는 7⑵를 쓴 경우에 검량선이 저농도 영역까지 양호한 직선성을 가지며 또한 원점을 통하는 경우에만 한하고 그 이외에는 분석오차를 일으킨다.

⑷ 내부표준법

이 방법은 분석시료중에 다량으로 함유된 공존원소 또는 새로 분석시료중에가한 내부 표준원소(목적원소와 물리적 화학적 성질이 아주 유사한 것이어야 한다)와 목적원소와의 흡광도 비를 구하는 동시 측정을 행한다.

목적원소에 의한 흡광도 AS와 표준원소에 의한 흡광도 와의 비를 구하고 AS/AR 값과 표준물질 농도와의 관계를 그래프애 작성하여 검량선을 만든다[그림 8□].

이 방법은 측정치가 흩어져 상쇄하기 쉬우므로 분석값의 재현성이 높아지고 정밀도가 향상된다.

주 : 상기 검량선의 세로대는 흡광도에 비례한 지시계의 눈금이라도 좋다.

그림 8  각종 정량법에 의한 검량선

8. 시료농도의 산출

7에 의한 검량선에 의하여 얻어진 목적성분 농도로부터 W/W%, W/V%, ppm 등의 단위에 의하여 시료농도를 산출한다.

9. 간  섭

원자흡광분석에서 일어나는 간섭은 일반적으로 분광학적 간섭, 물리적 간섭, 화학적 간섭으로 나뉘어 진다.

9.1 분광학적 간섭 : 이 종류의 간섭은 장치나 불꽃의 성질에 기인하는 것으로서 다음과 같은 경우에 일어난다.

⑴ 분석에 사용하는 스펙트럼선이 다른 인접선과 완전히 분리되지 않는 경우

⑵ 분석에 사용하는 스펙트럼의 불꽃중에서 생성되는 목적원소의 원자증기 이외의 물질에 의하여 흡수되는 경우

⑴의 경우에는 파장선택부의 분해능이 충분하지 않기 때문에 일어나며 검량선의 직선영역이 좁고 구부러져 있어 분석감도 정밀도도 저하된다. 이때는 다른 분석선을 사용하여 재분석하는 것이 좋다.

⑵의 경우에는 표준시료와 분석시료의 조성을 더욱 비슷하게 하며 간섭의 영향을 어느정도까지 피할 수 있다.

9.2 물리적 간섭 : 시료용액의 점성이나 표면장력 등 물리적 조건의 영향에 의하여 일어나는 것으로 보기를 들면 시료용액의 점도가 높아지면 분무 능률이 저하되며 흡광의 강도가 저하된다. 이러한 종류의 간섭은 표준시료와 분석시료와의 조성을 거의 같게하여 피할 수 있다.

9.3 화학적 간섭 : 이 종류의 간섭은 원소나 시료에 특유한 것으로 다음과 같은 경우에 일어난다.

⑴ 불꽃중에서 원자가 이온화하는 경우

⑵ 공존물질과 작용하여 해리하기 어려운 화합물이 생성되어 흡광에 관계하는 기저상태(基底狀態)의 원자수가 감소하는 경우

⑴은 이온화 전압이 낮은 알칼리 및 알칼리토류 금속원소의 경우에 많고 특히 고온 불꽃을 사용한 경우에 두두러진다.

이 경우에는 이온화 전압이 더 낮은 원소 등을 첨가하여 목적원소의 이온화를 방지하여 간섭을피할 수 있다.

⑵는 공존하는 물질이 음이온의 경우와 양이온의 경우가 있으나 일반적으로 음이온 쪽이 영향이 크다. 이들의 간섭을 피하는 데는 ① 이온교환이나 용매추출 등에 의한 방해물질의 제거 ② 과량의 간섭원소의 첨가 ③ 간섭을 피하는 양이온(보기 : 란타늄, 스트론튬, 알칼리 원소 등) 음이온 또는 은폐제, 킬레이트제 등의 첨가 ④ 목적원소의 용매추출 ⑤ 표준첨가법의 이용 등의 방법이 취해진다.

10. 용  매

원자흡광분석은 사용하는 용매에 따라 감도가 변하는 경우가 있다. 예를 들면 강한 산성 또는 강한 알칼리성 용액의 경우(특히 강한 알칼리성 용액으경우에 현저하다) 용액의 점성이 증가하거나 기타에 의하여 흡광도가 떨어진다. 또 특정의 음이온(PO43-, SO42- 등)을 함유하는 용매는 목적원소와 4.9.3에 언급된 간섭을 일으켜 흡광도를 떨어뜨리는 일이 많다. 시료용액에 유기용매를 가하면 흡광도가 높아지는 경우가 있으며 특히 유기용매로써 목적원소를 킬레이트로 추출하면 미량원소의 정량 및 간섭물질의 제거에 유효하다. 그러나 이 경우 불꽃이 불안정하게 되거나 불꽃자체에 의한 흡광이 중대도지 않는 용매를 선택할 필요가 있다.

11. 주의사항

11.1 장치의 설치

⑴ 온도 습도 및 직사일광 : 고온 또는 극단의 저온, 급격한 온도변화, 습기가 많은 장소 및 직사일광이 쪼이는 장소를 피한다.

⑵ 분 진 : 가능한 한 분진이 적은 장소를 택한다. 실험실내에서는 실내화를 착용하는 것이 좋다.

⑶ 진 동 : 가능한 한 진동이 적은 장소이어야 한다.

⑷ 환 기 : 통풍이 잘 되는 장소가 좋고 불꽃 연소부의 상방에 Hood 등의 배기설비를 갖추어야 한다.

11.2 고압가스의 취급 : 고압가스의 취급은 고압가스취급법에 의거하여 충분히 주의하여 행하고 고압가스통을 사용하는 경우에는 규격에 맞는 검사필의 것을 사용한다. 가스는 완전히 빌 때까지 사용하지 않도록 주의하지 않으면 안된다. 이것은 아세틸렌이나 프로판 통이 거의 비었을 때 가스의 조성이 변화하기 때문인데 일반적으로 제조원에서 가스를 다시 충전시킬 때 사고가 일어날 위험을 막기 위한 것이다. 가스통은 가능한 한 옥외에 설치하고 가스는 배관을 통하여 장치에 도입되도록 하는 것이 좋다.

아세틸렌을 사용할 경우에는 구리 또는 구리합금의 관을 사용하여서는 안된다.

11.3 불꽃의 취급 : 불꽃의 점화 및 소화시에는 특히 주의하여야 한다. 아세틸렌을 사용하는 경우 특히 아세틸렌-아산화질소 불꽃을 사용하는 경우에는 역화의 폭발을 특별히 주의하여야 한다.

또 아산화질소용 감압밸브는 동결 방지형의 것을 사용한다. 만일의 경우에 대비하여 소화기나 소화용 모래를 준비해 두어야 한다.

12. 분석결과의 정리 및 검토

12.1 분석결과의 정리 : 측정결과에는 다음의 제 사항을 기재하여야 한다.

⑴ 장치의 명칭과 형식

⑵ 분석선의 파장

⑶ 분광기의 경우는 슬릿폭

⑷ 필터의 경우는 필터번호 또는 특성파장

⑸ 광원램프의 종류 및 전류치

⑹ 버어너의 종류

⑺ 가연성 가스와 조연성 가스의 종류

⑻ 가연성 가스 및 조연성 가스이 유량과 압력

⑼ 멀티 패스 광학계의 경우는 빛의 투과 횟수

⑽ 시료용액의 조성

⑾ 시료용액의 산 또는 알칼리 농도(또는 pH값)

⑿ 용  매

⒀ 시료의 처리방법

⒁ 기타 필요사항

12.2 분석오차의 원인 : 분석의 오차는 일반적으로 다음의 요인에 의하여 생기는 경우가 많으므로 미리 충분히 검토하여야 한다.

⑴ 표준시료의 선택의 부적당 및 조제의 잘못

⑵ 분석시료의 처리방법과 희석의 부적당

⑶ 표준시료와 분석시료의 조성이나물리적 화학적 성질의 차이

⑷ 공존물질에 의한 간섭

⑸ 광원램프의 드리프트(Drift) 열화(劣化)

⑹ 광원부 및 파장선택부의 광학계의 조정 불량

⑺ 측광부의 불안정 또는 조절 불량

⑻ 분무기 또는 버어너의 오염이나 폐색

⑼ 가연성 가스 및 조연성 가스의 유량이나 변동

⑽ 불꽃을 투과하는 광속의 위치의 조정 불량

⑾ 검량선 작성의 잘못

⑿ 계산의 잘못

12.3 분석값의 신뢰성 : 정확한 분석값을 얻기 위하여는 사용하는 장치 분석조건 측정조작의 적정 선택이 당연하나 얻어진 분석값의 신뢰성에 대하여 충분히 검토하여야 한다.

⑴ 반복정밀도 : 반복정밀도 oM은 믿을 수 있는 동일 시료를 특정의 동일인이 동일한 분석장치와 분석조건에서 동일시기에 반복하여 여러번 측정한 결과로부터 구한 표준편차로서, 사용하는 장치, 분석시료 및 분석원소, 시료의 성질과 농도범위, 분석조건 등에 따라 다르다.

반복 정밀도는 다음의 계산식에 의하여 구해진다.

[eqn: {bar {O~}}_{M}~=~ SQRT { {{ SUM LEFT ( chi i~-~{bar x} RIGHT ) sup {2}} } over { n-1} } ~=~ SQRT { { {SUM chi i} sup {2}~-~ {LEFT ( SUM chi i RIGHT )} sup {2}`/`n } over {n-1 } }]

xi	: 개개의 분석값

x	: 개개의 분석값의 산술평균

n  : 분석값의 개수(n은 10이상이어야 한다.)

⑵ 재현정밀도 : 상당히 장기간에 걸쳐서 연속하여 분석을 행하는 경우 아래와 같은 장치가 뜨거워지나 불꽃의 여소조건의 변화 등에 의하여 재혀성이 저하된다. 따라서 장치를 사용하는 경우에는 그때마다 적어도 1회는 표준시료(또는 특정시료)를 사용하여 분석값 또는 검량선의 재현 정도를 관리할 필요가 있다. 일상 분석에 있어서는 동일장치에 의하여 외관상 동일한 측정조건에서 분석을 행하여도 그 이전에 작성된 검량선을 그대로 사용하는 것을 피해야 한다. 새로 제조한 표준시료 혹은 상당히 장기간에 걸쳐서 기지 농도를 안정하게 가지는 특정시료에 대하여는 동일조건에서 측정하여 고치는 것이 바람직하나 이전에 작성된 검량선과 완전히 일치하는 검량선이 얻어지도록 장치의 감도 등을 조절할 수도 있다.

① 광원램프의 열화 또는 특성의 변화에 기인하는 스펙트럼선의 선 프로필 및 강도의 변화

② 가연성 가스 및 조연성 가스의 유량과 압력의 변동에 의한 변화

③ 분무기 노즐의 폐색에 의한 분무실 내에서의 전회의 분석시료에 의한 오염

④ 버어너 선단부에 있어서의 탄소나 탄화물 기타 염류 등의 고형물의 생성이나 불꽃온도의 불균일

⑤ 불꽃 중을 투과하는 광속위치의 변화

⑶ 화학분석 값과의 비고 : 종래 원자흡광광도법이 적용되지 않은 시료를 처음으로 분석하는 경우에는 얻어진 측정값을 그 시료에 대하여 같은 정밀도로 행해진 신뢰도가 높은 분석법에 의한 화학분석값과 비교하여 분석값의 신뢰성을 충분히 검토하여야 한다.

제5항   비분산 적외선 분석법

(Nondispersive infrared analysis)

1 . 원리 및 적용범위

이 시험법은 선택성 검출기를 이용하여 시료중의 특정 성분에 의한 적외선의 흡수량 변화를 측정하여 시료 중에 들어있는 특정 성분의 농도를 구하는 방법으로 대기 및 연도 배출가스중의 오염물질을 연속적으로 측정하는 비분산 정필터형 적외선 가스 분석계에 대하여 적용한다.

2 . 용   어

비분산 적외선 분석법에서 사용하는 주요 용어의 의미는 다음과 같으며 그 외의 용어에 대하여는 본 공정시험법에서 사용하는 일반 용어에 따른다.

(1) 비분산(nondispersive) : 빛을 프리즘 회절격자와 같은 분산소자에 의해 분산하지 않는것

(2) 정필터형 : 측정성분이 흡수되는 적외선을 그 흡수파장에서 측정하는 방식

(3) 반복성 : 동일한 분석계를 이용하여 동일한 측정대상을 동일한 방법과 조건으로 비교적 단시간에 반복적으로 측정하는 경우로서 개개의 측정치가 일치하는 정도

(4) 비교가스 : 시료셀에서 적외선 흡수를 측정하는 경우 대조가스로 사용하는 것으로 적외선을 흡수하지 않는 가스

(5) 시료셀 : 시료가스를 넣는 용기

(6) 비교셀 : 비교가스를 넣는 용기

(7) 시료광속 : 시료셀을 통과하는 빛

(8) 비교광속 : 비교셀을 통과하는 빛

(9) 제로가스(zero gas) : 분석계의 최저 눈금값을 교정하기 위하여 사용하는 가스

(10) 스팬가스(span gas) : 분석계의 최고 눈금값을 교정하기 위하여 사용하는 가스

(11) 제로 드리프트(zero drift) : 계기의 최저눈금에 대한 지시치의 일정 기간내의 변동

(12) 스팬 드리프트(span drift) : 계기의 눈금스팬에 대응하는 지시치의 일정 기간내의 변동

3 . 종  류

적외선 가스 분석계는 다음의 2종류로 분류한다.

(1) 고정형 분석계 : 일정 장소의 대기를 측정하기 위하여 그곳에 고정하여 장기적으로 연속측정을 목적으로 하는 측정기

(2) 이동형 분석계 : 임의 장소의 대기를 측정하기 위하여 이동시켜 비교적 단기간의 측정을 목적으로 하는 측정기

4 . 구   성

분석계는 일반적으로 그림 1 및 2에 표시한 적외선 광원(이하 □광원□ 이라 한다), 회전섹터, 광학필터1), 시료셀, 비교셀2), 적외선 검출기(이하 □검출기□ 라 한다), 증폭기 및 지시계로 구성된다.

주1) 시료가스의 조성에 따라서는 필요하지 않는 경우도 있다

주2) 단광속 분석계에서는 필요하지 않다

그림 1 복광속 분석계의 구성

그림 2 단광속 분석계의 구성

(1) 광원 : 광원은 원칙적으로 니크롬선 또는 탄화규소의 저항체에 전류를 흘려 가열한 것을 사용한다.

(2) 회전섹타 : 회전섹타는 시료광속과 비교광속을 일정주기로 단속(斷續)시켜, 광학적으로 변조(變調)시키는 것으로 단속방식에는 1∼20 □의 교호단속 방식과 동시단속 방식이 있다.

비고 : 회전섹타에 의한 광학변조 대신에 시료셀과 비교셀의 각각에 시료가스 및 비교가스를 서로 번갈아가며 흘려보내는 유체(流體)변조방식도 있다.

(3) 광학필터 : 광학필터는 시료가스 중에 포함되어 있는 간섭성분가스의 흡수파장역의 적외선을 흡수제거하기 위하여 사용하며, 가스필터와 고체필터가 있는데, 이것은 단독 또는 적절히  조합하여 사용한다.

(4) 시료셀 : 시료셀은 시료기스가 흐르는 상태에서 양단의 창을 통해 시료광속이 통과하는 구조를 갖는다.

(5) 비교셀 : 비교셀은 시료셀과 동일한 모양을 갖으며 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 기체를 봉입하여 사용한다.

(6) 검출기 : 검출기는 광속을 받아들여 시료가스중 측정성분 농도에 대응하는 신호를 발생시 키는 선택적 검출기3) 혹은 광학필터와 비선택적 검출기4)를 조합하여 사용한다.

(7) 증폭기 : 증폭기는 검출기로 부터의 미소신호를 증폭하여 지시계를 작동시키거나, 또는 전송에 필요한 수준만큼 증폭시킬 수 있는 것을 사용한다.

(8) 지시계 : 지시계는 출력신호 또는 측정성분의 농도를 지시할 수 있는 것을 사용한다.

주3) 측정성분 또는 이를 대용할수 있는 가스등을 적당한 분압으로 봉입한 콘덴서-마이크로폰 또는 열식 유량계

주4) thermister, bolometer*, 초(焦)전기형(pyroelectricity) 등의 열검출소자 및 황화납(PbS), 셀렌화납(PbSe) 등의 반도체형 검출소자

* 수광면의 온도변화에 따른 전기저항의 변화를 이용한 것으로, 저항의 온도계수가 큰 금속박(金屬箔) 또는 반도체를 사용함

5 . 시료 채취장치

시료를 분석계에 연속적으로 도입하기 위한 시료 채취장치를 사용한다. 시료 채취장치는 가스채취기구, 가스 흡인펌프, 제습기, 트랩, 건조기, 제진기, 압력계, 압력조절기, 유량계, 유량조절기, 각종 배관·계통변환기 등을 시료 가스의 종류와 상태에 따라 필요한 것을 적절히 조합 연결한 것이다.

측정가스의 유량과 온도 허용범위는 사용 목적에 따라 다르지만 일반적으로 유량은 0.2∼2.0□/분, 허용 온도범위는 정해진 유량으로 가스를 도입할 때 원칙적으로 0∼50℃ 사이로 한다.

따라서 채취장치는 분석을 방해하는 각종 고형 부유물이나 액적 등이 충분히 제거되어, 분석계에 정해진 성능을 유지할 수 있도록 만들어져야 한다.

6 . 교정용 가스

분석계의 교정은 농도를 알고 있는 교정용 가스를 사용한다. 교정용 가스로는 제로가스 (zero gas)와 스팬가스(span gas)가 필요하고, 교정용 가스는 성분농도가 안정되어 있고 교정치의 정확도가 아주 좋고 신뢰성5)이 있는 것이어야 한다. 특히 고압용기에 저장되어 있는 것은 충전압력이 떨어져도 성분농도가 변하지 않는 것6)이어야 한다.

교정용 가스로는 목적성분에 질소와 같은 다른 가스를 혼합한 두 성분 혼합가스가 많이 사용되지만 분석계의 사용목적에 따라서는 두 성분 혼합가스나 여러 성분 혼합가스를 사용하며 필요에 따라서는 대용가스를 사용할 수도 있다.

혼합가스를 조제할때 목적성분 가스의 농도가 0.1% 이하일 때는 용기표면의 가스흡착 영향을 제거할 수 있는 방법을 충분히 검토해야 한다. 또 교정치의 결정에는 필요에 따라 각종 분석법에 병용하여 충분히 신뢰성이 있도록 한다.

주5) 일산화탄소 표준가스의 유효기간은 농도의 표시치가 결정된 다음 달로부터 계산하여 100ppm은 1년, 100ppm이하는 6개월로 한다

주6) 용기내 가스압력이 15kgf/cm2 (350C 게이지 압력)이하로 될 때는 유효기간이내라 하더라도 농도변화가 있을수 있으므로 사용하지 않는다

7 . 조작방법

(1) 분석계의 위치 : 분석계의 설치장소는 다음과 같은 조건을 갖추어야 한다.

① 진동이 작은 곳

② 부식가스나 분진이 없는 곳

③ 습도가 높지 않고 온도변화가 작은 곳

④ 전원의 전압 및 주파수의 변동이 작은 곳

(2) 측정 조작

① 장치의 각 부분을 점검하고 특히 가스가 새지 않는가를 확인한 다음 정해진 순서에 따라 전원을 넣고 분석계가 안정할 때까지 필요한 조정을 행한다.

② 분석계가 안정되면 제로가스와 스팬가스를 사용하여 최저 눈금값과 최고 눈금값의 교정을 행한다.

③ 시료를 도입하여 연속적으로 지시 또는 기록되도록 한다.

(3) 보수 : 정해진 시기에 점검을 하여 시료 채취장치를 청소하고 필요하면 부품을 교환한다.  특히 교정용 가스를 사용하여 측정전에 반드시 교정을 한다.

8 . 성  능

이 분석계는 측정 가스성분, 농도범위, 공존가스, 기타 배출원의 상태 등에 따라서 제조, 운영되어야 하며 원칙적으로 다음과 같은 성능을 유지해야 한다.

(1) 재현성 : 동일 측정조건에서 제로가스와 스팬가스를 번갈아 3회 도입하여 각각의 측정값의 평균으로부터 편차를 구한다. 이 편차는 전체 눈금의 ±2% 이내이어야 한다.

(2) 감도 : 전체 눈금의 ±1% 이하에 해당하는 농도변화를 검출할 수 있는 것이어야 한다.

(3) 제로드리프트(zero drift) : 동일 조건에서 제로가스를 연속적으로 도입하여 고정형은 24시간, 이동형은 4시간 연속 측정하는 동안에 전체 눈금의 ±2% 이상의 지시 변화가 없어야  한다.

(4) 스팬드리프트(span drift) :  동일 조건에서 제로가스를 흘려 보내면서 때때로 스팬가스를 도입할 때 제로드리프트를 뺀 드리프트가 고정형은 24시간, 이동형은 4시간 동안에 전체 눈금의 ±2% 이상이 되어서는 안된다7).

(5) 응답시간(response time) : 제로 조정용 가스를 도입하여 안정된 후 유로를 스팬가스로 바꾸어 기준 유량으로 분석계에 도입하여 그 농도를 눈금 범위 내의 어느 일정한 값으로부터 다른 일정한 값으로 갑자기 변화시켰을 때 스텝(step) 응답에 대한 소비시간이 1초 이내  이어야 한다. 또 이때 최종 지시치에 대한 90%의 응답을 나타내는 시간은 40초 이내이어야       한다.

(6) 측정가스 온도변화에 대한 안정성 : 측정가스의 온도가 표시온도 범위 내에서 변동해도 성능에 지장이 있어서는 안된다.

(7) 측정가스의 유량변화에 대한 안정성 : 측정가스의 유량이 표시한 기준유량에 대하여  ±2% 이내에서 변동하여도 성능에 지장이 있어서는 안된다.

(8) 주위온도 변화에 대한 안정성 : 주위온도가 표시 허용변동 범위 내에서 변동하여도 성능에 지장이 있어서는 안된다.

(9) 전원 변동에 대한 안정성 : 전원전압이 설정 전압의 ±10% 이내로 변화하였을때 지시치 변화는 전체눈금의 ±1%이내여야 하고, 주파수가 설정 주파수의 ±2%에서 변동해도 성능에 지장이 있어서는 안된다

주7) 측정시간 간격은 고정형은 4시간 이상, 이동형은 40분 이상이 되도록 한다,

대기오염공정시험방법 개정(안) 요지

1. 배경 : 대기환경보전법 시행규칙 제103조의 3 □현장 측정항목□ 추가에 따라 현실에 맞게 분석방법을 확대하기 위함

2. 경과

- 대관 67223-281(□95. 4 .6)호로 작성 요구

- 초안 작성 : □95. 8. 2

- 공정시험방법 소위원회 상정 : □95. 9. 1

- 수정.보완 및 서면검토 요청 :  □95. 9. 10

- 공정시험방법 위원회 상정을 위한 최종(안) 마련 : □95. 11. 30

3. 요지

구 분	항 목			사 유
	현 행	개 정(안)	비 고
제2장 제5항 비분산 적외선 분석법	o 정필터형 복광속방식	o 정필터형 복광 속방식 o 정필터형 단광 속방식 - 별첨 -	자구수정 신 설	단광속방식과 복광속 방식 모두 사용 가능 하게 함
제3장 제2절 제4항 일산화탄소	o 비분산 적외 선 분석법	o 비분산 적외선 분석법 o 정전위 전해법 o 가스크로마토 그라피법 - 별첨 -	자구수정 신 설 신 설	비분산 적외선 분석법 뿐만 아니라 정전위전 해법 등 2가지 방법을 추가하여 배출허용기 준 시험법으로 운용하 게함
제3장 제2절 제1항 4.1.6.(2).□	o Ps:배출가스 압력(mmHg : 760 + Ps)	o Ps : 배출가스 압력(mmHg : Pbar + Pstatic, Pstatic : 배출 가스 정압임	자구수정	동일 표기에 대한 혼 동 방지

대기오염공정 공정시험방법 개정(안)

구 분	현 행	개 정 (안)	사 유
ㅇ제3장 제2절 제1항 4.1.6 (2).⑦	- Ps : 배출가스 압력 (mmHg : 760 + Ps)	- Ps : 배출가스 압력(mmHg : Pbar + Pstatic , Pstatic : 배출가스 정압임)	- 동일표기에 의한 혼동

제 6 항 이온크로마토그래피법

(Ion Chromatography)

1. 원리 및 적용범위

이 방법은 이동상으로는 액체를, 그리고 고정상으로는 이온교환수지를 사용하여 이동상에 녹는 혼합물을 고분리능 고정상에 충전된 분리관내로 통과시켜 시료성분의 용출상태를 전도도 검출기 또는 광학 검출기로 검출하여 그 농도를 정량하는 방법으로 일반적으로 강수물(비, 눈, 우박 등), 대기먼지 하천수중의 이온성분을 정성, 정량 분석하는데 이용한다.

2. 개  요

고성능 이온크로마토그래피에서는 저용량의 이온교환체가 충진되어 있는 분리관 중에서 강 전해질의 용리액을 이용하여 용리액과 함께 목적이온 성분을 순차적으로 이동시켜 분리 용출한 다음 써프렛서(Suppressor)에 통과시켜 용리액에 포함된 강전해질을 제거시킨다. 이어서 강전해질이제거된 용리액과 함께 목적이온 성분을 전기 전도도셀에 도입하여 각각의 머무름 시간에 해당하는 전기 전도도를 검출함으로써 각각의 이온성분의 농도를 측정한다.

3. 장  치

3.1 장치의 개요

일반적으로 사용하는 이온크로마토그래피는 (그림)과 같이 용리액조 송액펌프, 시료주입장치, 분리관, 써프렛서 검출기 및 기록계로 구성되며 분리관에서 검출기까지는 측정목적에 따라 다소 차이가 있다.

그림  이온크로마토그래피의 구성 예

3.2 용리액조

이온성분이 용출되지 않는 재질로써 용리액을 직접공기와 접촉시키지 않는 밀폐된 것을 선택한다.

일반적으로 폴리에틸렌이나 경질 유리제를 사용한다.

3.3 송액펌프

송액펌프는 일반적으로 다음조건을 만족시키는 것을 사용하여야 한다.

3.3.1 맥동(脈動)이 적은 것

3.3.2 필요한 압력을 얻을 수 있는 것

3.3.3 유량조절이 가능할 것

3.3.4 용리액 교환이 가능할 것

3.4 시료주입장치

일정량의 시료를 밸브조작에 의해 분리관으로 주입하는 루프주입방식이 일반적이며 셉덤방법, 셉덤레스방식 등이 사용되기도 한다.

3.5 분리관

이온교환체의 구조면에서는 표층피복형(表層被覆型), 표충박막형(表層薄膜型), 전다공성 미립자형(全多孔性 微粒子型)이 있으며, 기본 재질면에서는 폴리스틸렌계, 폴리아크릴레이트계 및 실리카계가 있다.

또 양이온 교환체는 표면에 슬폰산기를 보유한다.

분리관의 재질은 내압성, 내부식성으로 용리액 및 시료액과 반응성이 적은 것을 선택하며 에푝시수지관 또는 유리관이 사용된다.

일부는 스테인레스관이 사용되지만 금속이온 분리용으로는 좋지 않다.

3.6 써프렛서

써프렛서란 용리액에 사용되는 전해질 성분을 제거하기 위하여 분리관 뒤에 직렬로 접속시킨 것으로써 전해질을 물 또는 저 전도도의 용매로 바꿔줌으로써 전기 전도도 셀에서 목적이온 성분과 전기 전도도만을 고감도로 감출할 수 있게 해주는 것이다.

써프렛서는 관형과 이온교환막형이 있으며, 관형은 음이온에는 스티롤계 광산형(H+) 수지가, 양이온에는 스티롤계 강염기형(OH-)의 수지가 충진된 것을 사용한다.

3.7 검출기

검출기는 분리관 용리액 중의 시료성분의 유무와 량을 검출하는 부분으로 일반적으로 전도도 검출기를 많이 사용하고, 그외 자외선 가스선 흡수검출기(UV<VIS 검출기), 전기화학적 검출기 등이 사용된다.

3.7.1 전기 전도도 검출기

분리관에서 용출되는 각 이온종을 직접 또는 써프렛서를 통과싴틴 전기 전도도계 셀내의 고정된 전극 사이에 도입시키고 이때 흐르는 전류를 측정하는 것이다.

3.7.2 자외선 및 가시선 흡수 검출기(UV<VIS 검출기)

자외선흡수검출기(UV 검출기)는 고성능 액체크로마토 그래피 분야에서 가장 널리 사용되는 검출기이며, 최근에는 이온크로마토 그래피에서도 전기 전도도 검출기와 병행하여 사용되기도 한다. 또한 가시선 흡수 검출기(VIS 검출기)는 전이금속 성분의 발색반응을 이용하는 경우에 사용된다.

3.7.3 전기화학적 검출기

정전위 전극반응을 이용하는 전기화학 검출기는 검출 감도가 높고 선택성이 있는 검출기로써 분석화학 분야에 널리 이용되는 검출기이며 전량(全量)검출기, 암페로 메트릭 검출기 등이 있다.

4. 설치 및 조작

4.1 설치조건

⑴ 실온 10∼25℃ 상대습도 30∼85% 범위로 급격한 온도변화가 없어야 한다.

⑵ 진동이 없고 직사광선을 피해야 한다.

⑶ 부식성 가스 및 먼지발생이 적고 환기가 잘 되어야 한다.

⑷ 대형변압기, 고주파가열등으로 부터의 전자유도를 받지 않아야 한다.

⑸ 공급전원은 기기의 사양에 지정된 전압 전기용량 및 주파수로 전압변동은 10%이하이고 주파수 변동이 없어야 한다.

4.2 조  작

4.2.1 분석조건의 설정

각 분석방법에 따라 다음의 항목을 소정의 값으로 조절한다.

⑴ 용리액의 종류 및 유량

⑵ 분리관의 종류

⑶ 분리관의 온도

⑷ 검출기의 감도

⑸ 기록지 이동속도

4.2.2 바탕선의 안정도 확인

검출기 및 기록계를 소정의 작동상태로 하였을 때 바탕선의 변동은 10분의 1%이하일 것

4.2.3 시료주입

시료주입량에 따라 적당한 부피의 미량주사기를 사용하여 시료주입구로부터 빠르게 주입한다.

4.2.4 크로마토그램의 기록

시료주입 직후 기록지에 시료주입점을 기입한다.

시료성분의 피이크가 기록지상에서 끊어지는 일이 없도록 하고 가능한 큰 피이크를 그릴 수 있도록 성분에 따라 감도를 조절할 것.

4.2.5 크로마토그램의 정리

크로마토그램의 정리는 다음 사항을 정리 기재한다.

⑴ 날짜

⑵ 장치명

⑶ 시료명 및 시료주입량(u□ 또는 m□)

⑷ 용리액의 종류, 농도 및 유량(□/min)

⑸ 분리관의 재질, 반지름(□), 길이(□)

⑹ 분리관의 충진물의 종류

⑺ 분리관의 온도, 실온, 분리관 입구 압력(□/□)

⑻ 검출기의 종류 및 조작조건

⑼ 기록계의 감도(mv) 및 이동속도(□/min)

⑽ 화학반응을 이용한 경우는 반응액 및 반응시약의 종류 및 유량(□/min), 용리액과 반응액의 혼합비와 반응조건

⑾ 조작자명

⑿ 기타 필요한 사항

5. 정성분석

동일조건하에서 측정한 미지성분의 머무름 시간과 예측되는 물질의 피이크의 머무름 시간을 비교한다. 이 경우 어떤 피이크가 꼭 하나의 성분에만 대응한다고는 볼 수 없으므로 고정상이나 용리액 종류를 변경하는 등 분리조건을 바꾸어서 측정하든지 또는 다음의 방법을 이용해서 확인할 것.

⑴ 다른 건출기의 사용

⑵ 화학반응의 이용

⑶ 질량분석법 또는 적외선 분광법 등의 이용

⑷ 크로마토그램 바탕에 의한 방법

5.1 보유치

보유치의 종류로는 머무름시간(Retention time), 머무름 부피(Retention Volume), 비보유용량, 보유비, 보유지표 등이 있다.

머무름 시간을 측정할 때는 3회 측정하여 그 평균치를 구한다.

일반적으로 5∼30분 정도에서 측정하는 피이크의 머무름 시간을 반복시험을 할 때 +3% 오차범위 이내이어야 한다.

5.2 다른 방법을 병용(倂用)한 정성분석

다른 방법을 병용할 때는 반응관, 사용검출기, 분취방법, 기타 사용방법 등에 대한 설명 및 의견을 덧붙일 수가 있다.

6. 정 량 분 석

정량분석은 각 분석방법에 규정하는 방법에 따라 시험하여 얻어진 크로마토그램(Chromatogram)의 재현성, 시료성분의 양, 피이크의 면적 또는 높이와의 관계를 검토하여 분석한다. 이때 정확한 정량결과를 알기 위해서는 크로마토그램의 각 곡선 피이크는 대칭적이고 각각 완전히 분리 되어야 한다.

6.1 곡선의 면적 또는 피이크 높이 측정

6.1.1 피이크의 높이 측정

대기오염공정시험방법 제2장 제2항 10.1.1에 따른다.

6.1.2 곡선의 넓이 측정

대기편 제2장 제2항 10.1.2에 따른다.

6.2 정량법

얻어진 크로마토그램으로부터 피크면적 또는 피크 높이와 성분량의 관계를구하는데는 다음과 같은 방법들이 있다.

⑴ 절대검량선법

대기편 제2장 제2항 10.2 ⑴에 따른다.

⑵ 넓이 백분율법

대기편 제2장 제2항 10.2 ⑵에 따른다.

⑶ 보정넓이 백분율법

대기편 제2장 제2항 10.2 ⑶에 따른다.

⑷ 내부표준법

대기편 제2장 제2항 10.2 ⑷에 따른다.

⑸ 피검성분 추가법

대기편 제2장 제2항 10.2 ⑸에 따른다.

⑹ 데이터 처리방치를 이용하는 방법

⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸를 데이터 처리장치에서 이루어질 경우 장치에 표시되어진 기록 또는 지시치에 의한다. 데이터 처리장치는 피이크 현상에 대하여 적절한 조건으로 선택하여야 한다.

6.3 정량치의 표시법

6.2에서 얻어진 정량치는 중량 %, 부피 %, 몰 %, ppm등으로 표시한다.

6.4 검출한계

검출한계는 각 분석방법에서 규정하는 조건에서 출력신호를 기록할 때 잡음신호(Noise)의 2배에 해당하는 목적성분의 농도를 검출한계로 한다.

6.5 정밀도의 판정

대기편 제2장 제2항 10.5에 따른다.

7. 기재요령

이온 크로마토그래피에 의하여 정량분석을 할 때에는 다음과 같은 사항을 기재하여야 한다.

⑴ 분석성분 및 그 농도범위

⑵ 시료채취방법 전처리 방법 및 보정방법

⑶ 검출기의 종류 및 감도

특정성분의 일정량을 주입했을 때의 크로마토그램의 피이크의 크기(높이 또는 면적)로 규정하고 그 실험방법도 명기한다.

⑷ 분석조건

□ 분리관 충진제의 종류 및 입도

□ 분리관의 재질 내경 및 길이

□ 칼럼조의 온도(특히 필요한 경우)

□ 용리액의 종류, 농도 유량압력 조성 및 그 변화율

□ 시료량 및 시료도입 방법

□ 기록지의 이동 속도

⑸ 성분의 확인방법 대표적인 크로마토그램 예를 명시할 것

또한 크로마토그램의 분석조건, 피이크 성분명, 시간축을 부기할 것

⑹ 정량법

□ 피이크의 측량방법

□ 정량방법의 종류 및 분석 횟수

□ 피검 성분의 순물질 내표준물질(종류순도) 피검성분

순물질의 혼합물인 경우 조성농도범위 및 조성방법

⑺ 분석결과의 표시

□ 수치의 취급, 표시방법, 표시단위의 마무리 방법

□ 허용치, 반복시의 정밀도, 재현정도 등을 명기한다.

제 3 장 배출허용기준 시험방법

제 1 절 시료채취방법

제 1 항 가스상 물질

1. 적용범위

이 방법은 굴뚝, 닥트 등(이하 굴뚝이라 한다)을 통하여 대기주응로 배출되는 가스상 물질을 분석하기 위한 시료의 채취방법에 대하여 규정한다. 단, 이 방법에서 표시하는 가스상물질의 시료 채취량은 표준상태로 환산한 건조시료가스의 량을 말한다.

2. 시료 채취점의 선정

2.1 채취 위치외 선정

시료 가스 채취위치는 원칙적으로 제3장 제2절 제1항 먼지 시료의 채취규정에 따라 선정한다. 다만 수평굴뚝일 경우라도 외부공기가 새어들지 않고 굴뚝에 요철부분이 없는 곳으로서 굴뚝의 방향이 바뀌는 지점으로부터 굴뚝내경의 2배이상 떨어진 곳을 선정할 수 있다.

2.2 채취점의 선정

시료가스의 채취점은 채취 위치로 선정된 굴뚝의 단면내에서 제3장 제2절 제1항(먼지) 3.3의 규정에 따라 선정한다. 이때 보일러의 굴뚝과 같이 가스의 농도가 대체로 균일하다고 인정되는 경우에는 임의의 한점을 채취점으로 하여도 무방하다.

3. 시료채취장치

3.1 장치의 구성

시료의 채취장치는 분석방법에 따라 다음의 각 요소로 구성된다.

⑴ 흡수병, 포집병 등을 쓰는 경우

채 취 관	→	도 관	→	포 집 부

⑵ 연속 분석계를 쓰는 경우

채 취 관	→	도 관	→	연속분석계

연속분석계를 쓰는 경우의 도관에는 기체-액체 분리관, 응축수 트랩 등을 갖추어야 한다.

3.2 채 취 관

3.2.1 재  질

채취관, 팩킹 및 여과재의 재질은 배출가스의 조성, 온도 등을 고려해서 다음의 조건을 만족시키는 것을 선택한다.

⑴ 화학반응이나 흡착작용 등으로 배출가스의 분석결과에 영향을 주지 않는 것

⑵ 배출가스 중의 부착성 성분에 의하여 잘 부식되지 않는 것.

⑶ 배출가스의 온도, 유속 등에 견딜 수 있는 충분한 기계적 강도를 갖는 것, 채위관 팩킹 및 여과재의 재질은 일반적으로 분석 대상가스, 공존가스 및 사용온도 등에 따라서 표1에 나타내는 것 중에서 선택한다.

3.2.2 치수(규격)

채취관은 흡입가스의 유량, 채취관의 기계적 강도, 청소의 용이성 등을 고려해서 안지름 6~25□정도의 것을 쓴다.

채취관의 길이는 2.2에서 선정한 채취점까지 끼워 넣을 수 있는 것이어야 한다.

그림 1에 채취관의 보기를 나타낸다. 배출가스의 온도가 높을 때에는 관이 구부러지는 것을 막기 위한 조치를 해두는 것이 필요하다. 먼지가 섞여 들어오는 것을 줄이기 위해서 채취관의 앞 끝의 모양은 직접 먼지가 들어오기 어려운 구조의 것이 좋다.

표 1            분석대상가스의 종류별 채취관 도관 등의 재질

분석대상가스, 공존가스	채취관, 도관의 재질	여 과 재	비 고
암 모 니 아 일 산 화 탄 소 염 화 수 소 염 소	①②③④⑤⑥ ①②③④⑤⑥⑦ ①② ⑤⑥⑦ ①② ⑤⑥⑦	ⓐ ⓑ ⓒ ⓐ ⓑ ⓒ ⓐ ⓑ ⓒ ⓐ ⓑ ⓒ	① 경질유리 ② 석영 ③ 보통강철 ④ 스테인레스강

분석대상가스, 공존가스	채취관, 도관의 재질	여 과 재	비 고
황 산 화 물 질 소 산 화 물 이 황 화 탄 소 포 름 알 데 히 드 황 화 수 소 불 소 화 합 물 시 안 화 수 소 브 롬 벤 젠 페 놀 비 소	①② ④⑤⑥⑦ ①② ④⑤⑥ ①② ⑥ ①② ⑥ ①② ④⑤⑥⑦ ④ ⑥ ①② ④⑤⑥⑦ ①② ⑥ ①② ⑥ ①② ④ ⑥ ①② ④⑤⑥⑦	ⓐ ⓑ ⓒ ⓐ ⓑ ⓒ ⓐ ⓑ ⓐ ⓑ ⓐ ⓑ ⓒ ⓒ ⓐ ⓑ ⓒ ⓐ ⓑ ⓐ ⓑ ⓐ ⓑ ⓐ ⓑ ⓒ	⑤ 세락믹 ⑥ 불소수지 ⑦ 염화비닐수지 ⑧ 실리콘수지 ⑨ 네오프렌 ⓐ 알칼리 성분이 없는 유리솜 또는 실리카솜 ⓑ 소결유리 ⓒ 카아보란덤

그림 1  채  취  관

3.2.3 여 과 재

시료중에 먼지 등이 섞여 들어오는 것을 막기 위하여 필요에 따라서 채취관의 적당한 위치에 여과재를 넣는다. 그림 2에 보기를 나타낸다. 여과 재료는 먼지의 제거율이 좋고 압력손실이 적은 것을 쓴다. 여과재를 끼우는 부분은 교환이 쉬운 구조의 것으로 한다.

그림 2  채취구 및 여과재의 설치

3.2.4 채취관의 고정용 기구

그림 2와 같이 채취구와 채취관과의 고정에는 여러 방법이 있다. 재료로서는 보통강철 또는 스테인레스강을 쓴다.

3.2.5 보온 및 가열

배출가수 중의 수분 또는 이슬점(路點)이 높은 가스성분이 응축해서 채취관이 부식될 염려가 있는 경우, 여과재가 막힐 염려가 있는 경우, 분석대상가스가 응축수에 용해해서 오차가 생길 염려가 있는 경우에는 채취관을 보온 또는 가열한다. 보온재료는 보통 석면 등을 쓰고 가열은 전기가열, 수증기 가열 등의 방법을 쓴다.

전기가열 채취관을 쓰는 경우에는 가열용 히이터를 보호관으로 보호하는 것이 좋다. 보호관이 붙은 전기가열 채취관의 보기를 그림 3에 나타낸다.

보호관의 재질은 표 1에 나타내 것 중에서 적당한 것을 선정한다.

그림 3  보호관이 붙은 전기가열 채취관

3.3 도   관

3.3.1 재질 및 치수(規格)

3.2.1 및 3.2.2의 채취관의 경우에 따라 적당한 것을 쓴다.

이은 부분이나 팩킹 등 도관의 일부에 부득이 흡착성이 있는 재질을 쓰는 경우에는 가스와의 접촉면적을 되도록 적게 하는 것이 필요하다.

도관, 팩킹 등의 재질에는 일반적으로 분석대상가스, 공존가스, 사용온도 등에 따라서 표1에 나타낸 것 중에서 선정한다.

도관의 안지름은 도관의 길이, 흡인가스의 유량, 응축수에 의한 막힘 또는 흡인펌프의 능력 등을 고려해서 4~25□로 한다.

도관의 길이는 되도록 짧게 한다.

그림 4 가열도관

3.3.2 보온 및 가열

시료중의 수분 및 이슬점이 높은 가스성분이 도관속에서 응축하는 것을 피하기 위해서 3.2.5에 따라 보온 또는 가열하며, 그림 4에 그 보기를 나타낸다.

3.3.3 습기제거와 기체-액체의 분리

연속 분석계에 따라서는 습기제거와 기체-액체 분리가 필요한 것이 있다.

⑴ 습기제거

보통 분석계에 있어서는 내부의 배관 및 기타에 응축수가 붙지 않을 정도로 습기를 제거할 필요가 있다. 이때, 주위의 조건이나 시료의 조건에 따라서 자연공냉식, 강제공냉식 또는 수냉식을 쓴다. 그림 5 □~□에 그의 보기를 나타낸다.

수분에 의한 방해를 받는 분석계의 경우에는 필요에 따라서 시료 가스중의 수분이 얼지 않을 정도의 온도로 유지하고 수분을 냉각 응축시켜서 습기를 제거한다. 이 방법으로는 공기 냉각 중탕방식, 물냉각 중탕방식 또는 펠티에 소자를 쓴 직접 냉각방식을 쓴다.

그림 5 □~□에 그의 보기를 나태낸다. 또 3.5.2의 건조제를 쓰는 방법도 있다.

그림 5  냉각 습기 제거 도관

⑵ 기체-액체 분리

냉각으로 습기를 제거하는 경우에는 시료가스에서 응축수를 분리하기 위해서 반드시 그림 6□, □에 나타낸 것과 같은 구조의 기체-액체 분리관을 냉각도관과 응축수 트랩 사이에 놓는다.

⑶ 응축수 트랩

응축수를 배출시키기 위해서 그림 6□, □에 나타낸 것과 같은 트랩⑴을 사용한다.

트랩속의 물과 시료가스와의 접촉면적과 접촉시간을 가급적 적게 한다. 트랩 속의 물이 기체 액체 분리관까지 올라오지 않도록 L1을, 또 봉한물이 터지지 않도록 L2를 충분히 크게 할 필요가 있다. 또한 응축수가 속히 배출디도록 배출관의 굵기는 6□이상으로 하는 것이 좋다.

주⑴  액면을 감시할수 있게 한다.

비고 : 응축수 트랩대신에 기체, 액체 분리관 아래쪽에 드레인 펌프를 써도 좋다. 이대 드레인이 역류하지 않도록 주의하여야 한다.

⑷ 안전트랩

응축수 트랩의 물이 분석계에 들어가지 않도록 필요에 따라서 그림 6□에 나타내는 구조의 안전트랩을 사용한다. 이때, 사용할 때에 공기가 빨려 들어가지 않도록 L3을 충분히 크게할 필요가 있다. 이때, L1는 L3보다 더욱 크지 않으면 안된다.

그림 6□의 자동배출식 트랩을 쓰는 경우에는 안전트랩을 같이 써야 한다. 단, 시료가스가 트랩부분에서 정압일 때에는 그렇게 할 필요가 없다.

그림 6  기체-액체 분리관 및 트랩

3.4 포집부

그림 7에 나타낸 것과 같이 가스 흡수병, 바이패스용 세척병, 펌프, 가스미터 등으로 조립한다. 접속에는 갈아맞춤(직접접속), 실리콘 고무, 불소 고무 또는 연질 염화비닐관을 쓴다. 소량의 시료채취를 위해서는 그림 8 □, □, □ 및 표 2에 나타내는 각종 포집병을 쓴다.

⑴ 흡수병

유리로 만든 것으로 분석대상 가스에 따라서 그림 9 □~□ 및 표 2에 나타내는 것을 쓴다.

⑵ 수은 마노미터

대기와 압력차가 10□Hg 이상인 것을 쓴다.

⑶ 가스건조탑

유리로 만든 가스건조탑을 쓴다. 이것은 펌프를 보호하기 위해서 쓰는 것이며 건조재로서는 입자상태의 염화칼슘 등을 쓴다.

⑷ 펌   프

배기능력 0.5~5□/분인 밀폐형인 것을 쓴다.

⑸ 가스미터

일회전 1□의 습식 또는 건식 가스미터로 온도계와 압력계가 붙어 있는 것을 쓴다.

□ 흡수병을 쓰는 경우(시료 채취량 10~20□의 경우)

A	: 시료채취관	K	: 압력계

B	: 연결관	L	: 습식 가스미터

C	: 여과재	M	: 3방 콕크

D	: 보온재	N	: 바이패스용 세척병(E와 같은 것)

E	: 흡수병	O	: 실리콘 고무판

F	: 유리 필터	P	: 구면 갈아맞춤 이음판

G	: 가스 건조탑	Q	: 히이터

H	: 유량 조절 콕크	R  : 온도계⑵

I	: 밀폐식 흡인펌프	S	: 수은 마노미터

J	: 온도계	T	: 조절대

주 ⑵   가스의 온도를 알고 있을 때는 온도계를 생략하여도 좋다.

□ 흡수병을 쓰는 경우(시료 채취량 100~1000□의 경우)

A	: 시료 채취관	E	: 흡인병

B	: 여과재	F	: 세척병

C	: 흡수병	G	: 흡인펌프 또는 고무구

D	: 주사통	H	: 히이터

비고 : E를 쓰는 경우에는 C와 E를 접속한다.

□ 포집병을 쓰는 경우(시료가스 채취량이 적은 경우)

A	: 시료가스 채취관	G	: 포집병

B	: 보온재	H	: 건조제

C	: 여과재	I	: 흡인펌프

D	: 히이터	J	: 세척병

E	: 3방 콕크(E1, E2)	K	: 진공 마노미터

F	: 실리콘 고무관

□ 포집병을 쓰는 경우(시료 채취관이 적은 경우)

A	: 시료가스 채취관	F	: 주사통

B	: 보온재	G	: 건조제

C	: 여과재	H	: 흡인펌프 또는 고무구

D	: 히이터	I	: 흡수병(방해물질 제거용)

E	: 실리콘 고무	J	: 트랩

그림 7  포집부의 구성

A	: 시료가스 채취용 주사통

B	: 흡수액 주입용 주사통

C	: 시료가스

D	: 흡수액

그림 8  포 집 병

그림 9  흡수병의 보기

표 2               분석대상 가스의 종류별 흡수병 및 포집병

분 석 대 상 가 스	흡수병 및 포집병
	모 양(그림번호)	용 량(□)
암 모 니 아 염 화 수 소 염 소 황 산 화 물 질 소 산 화 물 이 황 화 탄 소 포 름 알 데 히 드 황 화 수 소 불 소 화 합 물 시 안 화 수 소 브 롬 벤 젠 페 놀 비 소	9 □ □ 9 □ □ □ □ 9 □ □ 9 □ □ □ □ 8 □ 8 □ 9 □ □ 9 □ □ 9 □ □ 9 □ □ □ □ 9 □ □ □ □ 9 □ 9 □ 8 □ 9 □ 8 □ □ □ 9 □ □ □ □ 9 □ □ □ □	250 100 - 250 40 150 - 250 100. 40 1000 150 - 250 40 40 250 200 40 100 1000 250 100 150 -200 200

3.5 연속 분석계에 쓰이는 기타 부품

3.5.1 미세 여과재

필요에 따라 펌프, 유량계, 분석계, 등을 보호하기 위해서 여과지 또는 마이크로 유리솜 등의 미세 여과재를 쓴다. 이 여과재는 분진의 제거외에 미스트 제거에도 유용하다.

3.5.2 건조제, 흡착제

분석계가 시료중의 수분, 기타의 방해성분에 의해서 지시 오차가 생기는 경우에는 냉각도관을 쓰는 외에도 건조제, 흡착제 등을 쓰는 경우가 있으나 이것들을 쓸때에는 분석대상 성분과 공존성분에 대한 영향의 유무를 신중히 검토한 다음 써야 한다.

3.5.3 펌   프

분석계의 입구쪽의 시료의 흡인용 펌프를 붙이는 경우에는 기름을 안 쓰는 다이아프램 펌프를 쓴다. 다이아프램의 재질로서는 네오프렌, 4불화 에틸렌수지 또는 불소고무 등을 쓴다.

흡인유량은 1.2~10□/분 정도로 분석계의 종류, 도관의 굵기, 길이 등에 따라서 적절한 것을 선정한다.

또 필요에 따라서는 바이패스를 쓰고 분석계에는 소요유량으로 시료를 도입한다. 분석계는 보통 대기압에 가까운 일정압력의 시료를 도입하도록 되어 있으므로 분석계의 입구쪽에서 시료가 필요이상으로 가압되지 않도록 하고, 또한 출구쪽에서는 대기압이 되어서 배출되도록 배려한다.

3.5.4 기    타

여러곳에서 채취한 새료, 교정용 가스를 자동 또는 수동으로 바꾸어서 분석계에 도입하는 경우 등에는 변환 밸브를 쓴다. 변환 밸브에는 수동 밸브, 전자식 밸브, 공기식 밸브 등이 있으며 모두 2방밸브, 3방밸브 등으로 구분한다.

밸브는 유량조절에 사용하는 것이다. 유량계는 플로우트(Float) 형의 것이 쓰기 쉽다.

4. 조립 및 취급법

4.1 흡수병을 사용할 때

4.1.1 부   착

⑴ 채취관

① 채취관은 배출가스의 흐름에 따라서 직각이 되도록 연결한다.

② 채취관은 채취구에 고정쇠를 써서 고정한다.

③ 채취구에는 그림 2□에 나타낸 것과 같이 연도애 바깥 지름 34□ 정도의 강철관을 100~150□의 길이로 용접하고, 끝에 나사를 낸다. 쓰지 않을 때에는 뚜껑을 덮어 둔다.

④ 채취관에 유리솜을 채워서 여과재로 쓰는 경우에는, 그 채우는 길이는 50~150□정도로 한다. 연도가스의 압력이 부담일 때는 가스의 흐름속으로, 또 흡인속도가 너무 클 때는 도관쪽으로 각각 여과재가 빨려 들어가는 경우가 있으므로 주의할 필요가 있다.

⑵ 도   관

① 도관은 되도록 짧은 것이 좋으나, 부득이 길게 할 때에는 받침 기구를 써서 고정한다.

② 채취관과 도관, 도관과 포집부 등의 접속은 구면(球面) 또는 테이퍼 접속기구를 쓴다.

⑶ 포집부

① 분석용 흡수병은 1개 이상 준비하고, 각각에 규정량의 흡수액을 넣는다. 분석대상 가스별 분석방법 및 흡수액은 표 3에 나타낸다.

표 3                   분석대상가스별 분석방법 및 흡수액

항	분석대상가스	분 석 방 법	흡 수 액
3	암 모 니 아	□인도페놀법 □중화적정법	붕산용액(0.5W/V%)
5	염 화 수 소	□티오시안산제2수은법 □질산은법	수산화나트륨용액(0.1N)
6	염 소	□오르토톨리딘법	오르토톨리딘염산염용액
7	황 산 화 물	□침전적정법 □중화적정법	과산화수소수용액(3%)
8	질 소 산 화 물	□아연환원나트틸에틸렌 디아민법 □페놀디슬폰산법	□증류수 □황산+과산화수소주+증류수
9	이 황 화 탄 소	□흡광광도법 □가스크로마토그래프법	□디에틸아민동용액
10	포 름 알 데 히 드	□크로모트로핀산법 □아세틸아세톤법	□크로모트로핀산+황산 □아세틸아세톤함유흡액
11	황 화 수 소	□흡광광도법 □용량법	□아연아민착염용액
12	불 소 화 합 물	□흡광광도법 □용량볍	□수산화나트륨용액(0.1N)
13	시 안 화 수 소	□질산은적정법 □피리딘 피라졸론법	수산화나트륨용액(2W/V%)
14	브 롬 화 합 물	□흡광광도법 □적정법	수산화나트륨용액(0.4W/V%)
15	벤 젠	□흡광광도법 □가스크로마토그래프법	□질산암모늄+황산(1+5)
16	페 놀	□흡광광도법 □가스크로마토그래프법	□수산화나트륨용액(0.4W/V%)
17	비 소	□흡광광도법 □원자흡광광도법	□수산화나트륨용액(4W/V%)

② 바이패스용 세척병은 1개이상 준비하고 분석대상가스가 산성일 때는 수산화 나트륨 용액(20W/V%)을, 알칼리성일 때는 황산(25W/V%)를 각각 50□씩 넣는다.

③ 흡수계 및 바이패스계의 세척병 입구측, 출구측은 각각 3방 콕크로 연결한다.

④ 흡수병 등의 접속에는 구면 갈아맞춤(직접접속) 또는 실리콘 고무판 등을 쓴다.

⑤ 흡수병은 되도록 채취위치 가까이에 놓고, 필요에 따라서 냉각 중탕에 넣어서 냉각한다.

비고 : 흡수병을 나무상자 등에 고정해 두면 들고 다니는데 편리하다.

4.1.2 조  립

⑴ 조립의 보기

① 그림 7□는 배출가스 중의 황산화물을 분석할 때의 조립의 보기로서 그 기본형은 황산화물 이외에 불소화합물, 염화수소, 시안화수소, 황화수소, 암모니아 등의 분석에 있어서 시료채취량이 10~20□인 경우에 쓴다.

② 그림 7□는 배출가스 중의 황산화물을 분석할 때의 조립의 보기로서 그 기본형은 황산화물 이외에 이산화질소, 염소, 시안화수소 등의 분석에 있어서 시료의 채취량이 100~1000□인 경우에 쓴다.

⑵ 조   립

① 채취병에서 흡수병에 이르는 사이는 직선이 되게 조립한다.

직선으로 조립할 수가 없는 경우에는 L자형 도관 등을 써서 조작이 쉽도록 조립한다.

② 채취관 또는 도관의 접속부와 흡수병의 접속부와 위치가 일치하도록 흡수병의 높이를 조절한다.

③ 흡수병 뒤에 수은마노미터, 건조탑, 흡인펌프 및 가스미터를 배치한다. 그 배관은 연질 염화비닐관, 고무관 등을 쓴다.

④ 채취관 또는 도관과 포집부는 접속하기 전에 포집부에 새는 곳이 없는가 확인을 한다.

⑤ 새는 곳이 없으면 채취관 또는 도관과 포집부를 연결한다.⑶

⑥ 분석대상 가스에 따라서 채취구에서 흡수병에 이르는 사이를⑷ 가열한다.

주⑶  채취관과 도관, 도관과 포집부와는 새는 곳이없도록 주의하여 접속한다.

⑷  채취관 및 도관에는 얇은 석면 테이프를 감아준다.

4.1.3 누출확인 시험

⑴ 미리 소정의 흡인유량에 있어서의 장치안의 부압(대기압과 압차)을 수은 마노미터로 측정한다.

⑵ 채취관 쪽의 3방 콕크를 닫고 펌프쪽의 3방 콕크를 연 다음 펌프의 유량조절 콕크를 조작하여 분석용 흡수병을 부압(소정의 흡인유량에 있어서의 장치안의 부압의 2배정도)으로 하고 펌프 바로 앞의 콕크를 닫는다.

⑶ 흡수병에 거품이 생기면 그 앞의 부분에 공기가 새는 것으로 본다. 또 펌프의 3방 콕크를 닫았을 때의 수은 마노미터의 압차가 적어지면, 펌프 바로 앞 부분까지에 새는 곳이 있는 것으로 본다.

⑷ 새는 부분은 장치를 다시 조립해서⑸ 새는 곳이 없는가 다시 확인한다.

⑸ 바이패스용 세척병도 ⑴~⑷와 같이 조작한다.

주⑸  흡수병의 갈아 맞춤 부분에 약간의 분진이 붙어 있을 때에는 깨끗이 닦고, 갈아 맞춤 부분을 물 1~2방울로 적셔서 차폐한다. 공기가 새는 것을 막고 필요한 때는 실리콘 그리이스 등을 발라서 새는 것을 막는다.

4.1.4 취급법

⑴ 흡수병에 시료를 보내기 전에 바이패스를 써서 배관속을 시료로 충분히 바꾸어 놓는다.

⑵ 시료의 흡인유량은 최고 2□/분 정도(그림 9□의 경우에는 0.1□/분 정도)로 한다. 채취하는 시료량은 시료중의 분석대상 성분의 농도에 따라서 증감한다.

⑶ 시료를 채취할 때는 시료의 부피를 측정하는 위치에서 동시에 가스미터상의 온도, 압력 및 대기압을 측정해 둔다.

⑷ 건조 시료 가스 채취량(□)은 다음식에 따라 계산한다.

① 습식가스 미터를 사용할 시

[eqn: Vs~=~V` TIMES` {273 } over { 273`+`t}` TIMES ` {Pa`+`Pm`-`Pv } over {760 }]

② 건식가스 미터를 사용할 시

[eqn: Vs~=~V` TIMES` {273 } over { 273`+`t}` TIMES ` {Pa`+`Pm} over {760 }]

Vs	: 건조 시료 가스 채취량(□)

V	: 가스미터로 측정한 흡인가스량(□)

t	: 가스미터의 온도(℃)

Pa	: 대기압(mmHg)

Pm	: 가스미터의 게이지압(mmHg)

Pv  : t℃에서의 포화수증기압(mmHg)

비고 : 물의 포화수증기압은 제2절 제1항(분진) 별표 1에 의하여 구한다.

4.2 포집병을 쓰는 경우

4.2.1 부   착

⑴ 채취관 4.1.1⑴과 같다.

⑵ 도관 4.1.1⑵와 같다.

⑶ 포집부

① 포집병은 미리 새는 곳이 없는가를 시험하여 새지 않는 것으로 준비한다.

② 시료가 산성인 때에는 수산화나트륨 용액(20W/V%)을, 알칼리성인 때에는 황산(25W/V%)을, 각가 50□ 넣은 세척병⑹을 흡인 펌프 앞에 넣는다.

③ 포집병의 접속에는 구면 접속기구 또는 실리콘 고무관을 쓴다.

④ 포집병은 가급적 채취위치 가까이에 접속한다.

주⑹ 펌프 보요용

4.2.2 조   립

⑴ 조립의 보기 : 그림 7□ 및 □는 배출가스 중의 질소 산화물의 분석하는 경우의 조립의 보기로서 시료 채취량이 적을 때 쓴다.

⑵ 조립 : 4.1.2⑵에 따라서 조립한다.

4.2.3 새는곳 시험

⑴ 포집병

① 주사통[보기, 그림 8□는 내부를 물로 적신 다음 눈금의 1/4정도까지 공기를 넣고 콕크를 닫은 다음 안통을 자아 당겼다 놓았다 하는 조작을 수회 반복해서 안통이 매회 먼저 위치에 되돌아 가면 새지 않는 것으로 본다.

② 그림 8□에 나타낸 감압 포집병은 포집병에 진공 마노미터를 접속한 다음 절대압력 10mmHg 정도까지 감압하고 1시간 방치하여 내압의 증가가 20mmHg이내이면 새지 않는 것으로 본다.

⑵ 포집부

① 새는 곳을 시험하기 전에 채취관의 뒤 끝에 콕크를 세척병의 앞 또는 뒤에 스은 마노미터를 접속한다.

② 유량 1~5□/분으로 가스를 흡입하고, 장치내의 부압(대기압과의 압차)을 수은마노미터로 측정한다.

③ 이하 4.1.3에 따라 새는지의 여부를 시험한다.

4.2.4 취급법

⑴ 포집병에 시료를 포집하기 전에 배관속을 시료로 충분히 바꾸어 놓는다.

⑵ 시료의 유량은 1~5□/분 정도로 한다.

⑶ 시료를 채취할 때에는 포집병의 주위에서 온도와 대기압을 측정해 둔다.

⑷ 건조시료 가스 채취량(□) 다음 식에 따라 계산한다.

① 주사툥을 사용할 시

[eqn: Vs~=~Va `TIMES` {273 } over {273`+`tf }` TIMES ` {Pa`-`Pnf } over {760 }]

② 감압 포집병을 이용할 시

[eqn: Vs~=~Va `+` {273 } over {760 } LEFT ( { Pf`-`Pnt} over {273`+`tf }`-` {P`i`-`Pmi } over {273`+`ti } RIGHT )]

Vs	: 건조 시료 가스 채취량(□)

Va	: 포집병의 용적⑺⑻(□)

Pa	: 대기압(mmHg)

Pi	: 시료를 채취하기 전의 포집병내의 압력(mmHg)

Pf	: 시료를 채취하고 방치후의 포집병내의 압력(mmHg)

Pnf	: tf℃에 있어서의 포화수증기압(mmHg)

Pni : ti℃에 있어서의 포화수증기압(mmHg)

ti	: Pi를 측정하였을 때의 온도(℃)

tf	: Pf를 측정하였을 때의 온도(℃)

주⑺ 주사통을 쓰는 경우 부피는 눈금으로 읽는다.

⑻ 포집병내에 흡수액이 들어있는 경우에는 그 액량을 포집병의 용량에서 뺀다.

4.3 연속 분석계를 쓰는 경우

4.3.1 부   착

⑴ 채취관

① 채취구는 연속분석계 까지의 도관길이가 가급적 짧게되는 위치에, 또한 채취고나이 배출가스의 흐름에 대해서 직각이 되도록 연결한다.

② 채취구에는 연도벽 외면으로부터의 길이가 100~200□ 바깥지름 22~60□ 정도의 보통 강철관 또는 스테인레스강관 등을 써서 연도벽에 설치한다.

③ 채취관은 채취구에 그림 2에 나타내는 것과 같은 실리이브식, 플래지식 등의 고정쇠를 써서 고정한다.

⑵ 도   관

① 도관은 되도록 있는대로 짧은 것이 좋으나 부득이 길게해서 쓰는 경우에는 이음매가 없는 배관을 써서 접속부분을 적게하고 받침기구로 고정한다.

② 냉각도관은 될 수 있는대로 수직으로 연결한다. 부득이 구부러진 관을 쓰는 경우에는 빨리 응축수가 흘러 나오기 쉽도록 경사지게하고 스료가스는 아래로 흐르도록 한다.

③ 냉각 도관 부분에는 반드시 기체 액체 분리관과 그 아랫쪽에 응축수 트랩을 연결하도록 한다.

④ 기체 액체 분리관은 도관의 부착위치의 가장 낮은 부분 또는 최저 온도의 부분에 부착하여 응축수를 급속히 냉각시키고 배관계의 밖으로 빨리 방출시킨다.

⑤ 응축수의 배출에 쓰는 펌프는 충분히 내구성이 있는 것을 쓴다. 이 때 응축수 트랩은 쓰지 않아도 좋다.

⑥ 그림 5 □~□에 나타낸 것과 같은 냉각방식을 쓰는 경우에는 기온과 수온을 감시하기 위하여 온도계를 부착하든가 또는 온도조절을 나타내는 표시 등을 부착한다.

⑦ 분석계에서의 배출가스 및 바이패스 배출가스의 도관은 배후 압력의 변동이 적은 장소에 배관한다⑼.

⑶ 연속분석계

연속분석계는 되도록 채취구에 가까이 놓아서 도관내의 가스흐름이 지연되지 않도록 하는 동시에 보수가 쉽고 안전한 장소에 설치한다.

4.3.2 조   립

⑴ 조립의 보기

① 그림 10□는 배출가스 중의 아황산가스, 일산화탄소, 일산화질소, 암모니아 등을 적외선 분석계를 써서 분석할 때 조립 보기의 기본형이다.

② 그림 10□는 배출가스 중의 아황산가스, 염소, 염화수소, 암모니아, 질소산화물 등을 용액전도율법 또는 흡광광도법 등의 분석계를 써서 분석할 때 조립보기의 기본형이다.

⑵ 조   립

① 도관의 접속에는 링조인트, 플레아조인트, 플랜지 식 또는 구면접속기구 등을 쓴다.

② 좁속부분은 조립한 다음 새는 일이 없도록 재차 단단하게 조인다.

③ 수분이 응축할 염려가 있을 때에는 응축분리하는 앞 부분에 수평이 되는 부분이 없도록 한다. 부득이 수평부분이 생기게 될 때에는 수평부분에 수분이 응축하지 않도록 가열을 하든가 또는 보온을 한다.

□ 적외선 분석계의 구성

A	: 시료채취관	L	: 배출관

B	: 보온재	M	: 안전트랩

C	: 히이터	N	: 미세여과재

D	: 여과재	O	: 펌프

E	: 시료가스관	P1	: 밸브

F	: 냉각중탕	P2	: 밸브

G	: 냉각관	Q	: 유량계

H	: 기체액체분리관	R	: 적외선가스분석계

I	: 온도계	S	: 시로셀

J	: 응축수트랩	T	: 여과재교환손잡이

K	: 물

□ 용액 전도율계의 구성

A	: 시료채취관	H	: 물

B	: 여과재	I	:송입펌프

C	: 보온재 또는 히이터	J	: 대기 개방구

D	: 냉각 도관	K	: 분석장치

E	: 기체-액체 분리관	(흡인품프 포함)

F	: 응축수 트랩	P	: 연결콕크

G	: 안전트랩 또는

제2응축수 트랩

그림 10 연속 분석계를 쓰는 경우의 구성

④ 응축수 트랩은 도관의 길이, 도관의 설치조건, 응축수의 양 등에 의해서 필요에 따라 2개 이상을 연결한다.

⑤ 간헐배출식 응축수 트랩은 응축수가 고이는 시간과 양과의 관계를 미리 조사하여 둔다.

⑥ 자동배출식 응축수 트랩 및 안전트랩에는 미리 물을 넣어둔다.

⑦ 외기 온도가 0℃이하가 되는 곳에 시료 채취장치를 설치하는 경우에는 응축수가 얼지 않도록 히이터 등을 써서 보온 또는 가열을 한다.

⑧ 냉각관의 냉각 능력 적은 경우에는 그림 5에 나타내는 방식을 2개 이상 결합해서 써도 좋다. 특히 건조제를 쓰는 경우에는 냉각도관 뒤에 설치한다.

⑨ 건조제를 쓰는 경우에는 건조탑의 출구쪽에 건조제의 분말이 날려서 분석계에 들어가지 않도록 미세 필터를 붙인다.

⑩ 건조레를 쓰는 겨우에는 건조능력이 저하되는 한계시간과 유량과의 관계를 미리 조사하여 둔다.

⑪ 도관의 가열에 전열을 쓰는 경우에는 방수되는 구조로 하고 전기적으로 충분히 절연한다.

⑫ 도관을 조립한 다음에는 배관계 전체에 대해서 새는 곳이 없는가 시험을 한다.

4.3.3 누출 확인시험

⑴ 배관계의 밸브를 닫고 또 밸브가 없는 경우에는 적당히 배관의 일부를 접속부분에서 떼어내어 플러그를 붙여서 밀폐할 수 있게 한다.

이 밀폐 부분을 순차적으로 가압 또는 감압하여 일정시간 뒤 압력의 변화를 측정해서 새는지 여부를 조사한다.

⑵ 새서 생기는 오차를 0.1%이하로 낮추기 위해서는 압력의 변화가 다음 조건을 만족시키면 된다.

[eqn: △P`〈`10` TIMES ` { Q} over { V}` TIMES`t]

△P	: 압력변화(mmH2O)

Q	: 시료의 채취유량(□/분)

V	: 배관계의 전체용량(□)

t	: 시험시간(분)

⑶ 가압 또는 감압은 보통 200mmH2O 정도로 한다.

이때, 도관이 긴 경우에는 이 보다 큰 압력차로 시험하는 것이 좋다.

이런 경우에는 배관계의 각 부품⑽의 내압에 주의한다.

⑷  이 외에도 배관계를 가압상태로 하여 비누물을 써서 새는지의 여부를 시험한다. 많이 샐때는 거품이 깨어져서 도리어 확인이 안되는 경우가 있으므로 충분한 주의가 필요하다.

주⑽ : 다이아프램 펌프의 다이아프램, 트랩, 유리로 만든 부분 등

4.3.4 취급법

⑴ 조   작

(1.1) 다음 순서에 따라서 작동을 한다.

① 채취관, 도관부의 가열

② 냉각 도관부의 가동

③ 분석계의 작동

④ 펌프의 작동(각 부분이 충분히 안정하게 된 다음에 한다.)

(1.2) 다음긔 각 부분의 조정과 작동을 확인한다.

① 소정의 유량이 되었는지를 유량계 또는 압력계로 확인하고 니이돌밸브(Needle Valve) 또는 정류량 트랩으로 조절한다.

② 가열기의 동작을 확인한다.

③ 냉각도관의 동작을 확인한다.

④ 응축수의 방출량을 확인한다.

⑤ 펌프의 동작을 확인한다.(유량의 감소, 진동 및 이상음 등)

⑥ 분석계의 제로점 및 스팬을 조정한다.

⑦ 계산값 또는 화학분석 값과 연속분석계에 의하 분석값과의 사이에 큰 차이가 있는 경우에는 분석계의 점검과 동시에 채취관, 도관 등의 부착상태와 새는지의 여부를 점검한다.

⑵ 보수와 점검

(2.1) 시료채위 장치의 정상작동을 확인하기 위해서, 다음의 보수 및 점검을 정기적으로 한다.

① 필요에 따라서 교정용 가스를 습기제거용 도관의 앞단에서 도입하여 분석계의 영점(0) 및 스팬을 교정한다.

② 가열 및 냉각부의 온도조절이 양호한지의 여부를 점검한다.

③ 응축수의 배출과 건조제의 교환을 한다.

④ 유량이 극도로 저하된 경우에는 여과재가 막혔는가 또는 펌프의 이상 유무를 점검한다.

⑤ 표시량이 급격히 내려가고 안전트랩에서 공기가 빨려 들어가는 경우에는 여과재가 막혔는가 또는 전단부의 밸브가 제대로 열려 있는가를 점검한다.

⑥ 접속부분을 필요에 따라 다시 조인다.

(2.2) 보수, 점검을 한 경우에는 필요에 따라서 아래사항을 보수 점검부에 기록한다.

① 일시, 기온, 기압, 일기

② 작업자 이름

③ 분석계의 지시 또는 기록의 상태

④ 응축수의 배수상황, 안전트랩의 물의 량

⑤ 가열 및 냉각부의 온도 조절의 작동상황

⑥ 도관부의 오염

⑦ 여과재 건조제의 교환

⑧ 펌프의 작동상황

⑨ 유량계 또는 압력계의 점검

⑩ 접속부분의 점검

⑪ 교정용 가스의 잔류량(또는 압력)

⑫ 시료채취점 주위의 배출가스 온도, 압력 및 유량

⑬ 배출가스 발생원 설비의 조업상태

⑭ 기타 고장이 난 부분의 수리 상황

⑮ 기타의 분석 방법을 병용했을 때의 분석 값

5. 주의사항

5.1 일반사항

시료 채취에 종사하는 사람의 안전을 위하여 다음의 조치를 강구할 필요가 있다.

⑴ 채취에 종사하는 사람은 보통 2인이상을 1조로 한다.

⑵ 굴뚝 배출가스의 조성, 온도 및 압력과 작업환경 등을 잘 알아둔다.

⑶ 옥외에서 작업하는 경우에는 바람의 방향을 확인하여 바람이 부는 쪽에서 작업하는 것이 좋다.

⑷ 위험방지를 위하여 다음의 여러점을 충분히 주의한다.

① 피부를 노출하지 않는 복장을 하고, 안전화를 신는다.

② 작업환경이 고온인 경우에는 드라이아이스 자켓 등을 입는다.

③ 높은 곳에서 작업을 하는 경우에는 반드시 안전밧줄을 쓴다.

④ 교정용 가스가 들어있는 고압가스 용기를 취급하는 경우에는 안전하고 쉽게 운반, 설치를 할 수 있는 방법을 쓴다.

5.2 채취위치

⑴ 위험한 장소는 피한다.

⑵ 채취위치의 주변에는 필요가 있으면 적당한 높이의 측정작업에 충분한 넓이와 안전한 작업대를 만들고, 안전하고 쉽게 오를 수 있는 설비를 갖춘다.

⑶ 채취 위치의 주변에는 배전 및 급수 설비를 갖추는 것이 좋다.

5.3 채취구

⑴ 연속분석계를 쓰는 경우에는 필요에 따라서 화학분석용의 체취구를 가까운 곳에 만든다.

⑵ 수직굴뚝의 경우에는, 5.1.⑶을 만족시키기 위해서 채취구를 같은 높이에 3대 이상  만드는 것이 좋다.

⑶ 배출가스 중의 분진량 측정용 채취구(바깥지름 115□ 정도)를 이용하는 경우에는 지름이 다른 관 또는 플랜지 등을 사용하여 가스가 새는 일이 없도록 접속하여 배출가스용 채취구로 한다.

⑷ 굴뚝내의 압력이 극도로 부압(-300mmH2O 정도 이하)인 경우에는, 시료 채취용 굴뚝을 부설하여, 용량이 큰 펌프를 써서 시료가스를 흡입하고 그 부설한 굴뚝에  채취구를 만든다.

⑸ 굴뚝내의 압력이 정압인 경우에는 채취구를 열었을 때 우해가스가 분출될 염려가 있으므로 충부한 주의가 필요하다.

5.4 시료채취 장치

5.4.1 흡수병 또는 포집병을 사용했을 때

⑴ 흡수병은 각 분석법에 공용할 수가 있는 것도 있으나 , 대상 성분마다 전용으로 하는 것이 좋다. 만일 공용으로 할 때에는 대상 성분이 달라 질때마다 묽은 산 또는 알칼리 용액과 물로 깨끗이 씻은 다음 다시 흡수액으로 3회 정도 씻은후 사용한다.

⑵ 습식 가스미터를 이동 또는 운반할 때에는 반드시 물을 뺀다. 또 오랫동안 쓰지 않을 때에도 그와 같이 배수한다.

⑶ 가스미터는 100□H2O 이내에서 사용한다.

⑷ 습식 가스미터를 장시간 사용하는 경우에는, 배출가스의 성상에 따라서 수위(水位)의 변화가 일어날 수 있으므로, 필요한 수위를 유지하도록 주의한다.

⑸ 가스미터는 정밀도를 유지하기 위하여 필요에 따라 기차(器差)를 측정해 둔다.

⑹ 시료가스의 양을 재기 위하여 쓰는 포집병은 미리 0℃때의 참부피를 구해둔다.

⑺ 주사통에 의한 시료가스의 계량에 있어서 계량 오차가 크다고 생각되는 경우에는 흡인펌프 및 가스미터에 의한 채취방법을 이용하는 것이 좋다.

⑻ 시료가스 채취장치의 조립에 있어서는, 포집부의 조작을 쉽게하기 위하여 흡수병, 마노미터, 흡인펌프 및 가스미터는 가까운 곳에 놓는다. 또 습식 가스미터는 정확하게 수평으로 조정할 수 있는 곳에 놓아야 한다.

⑼ 배출가스 중에 수분과 미스트가 대단히 많을 때에는 포집부와 흡인펌프, 전개배선, 접속부 등에 물방울이나 미스트가 부축하지 않도록 한다.

5.4.2 연속 분석계를 사용할 때

⑴ 채취관 및 여과재의 보수가 쉽고 안전하게 취급할 수 있는 발판을 만든다.

⑵ 응축수 트랩으로부터의 응축수 배출상황, 안전트랩의 물량, 습기제거장치의 작동상황(냉각온도의 확인)을 배출가스의 성상에 따라서 정기적으로 점검한다.

⑶ 배출가스의 성상에 따라서 간헐배출식의 응축수 트랩이나 건조제는 정기적으로 배수교환을 한다.

⑷ 응축수가 분석계 속에 들어가 고장이 나든가, 지시눈금에 오차가 생기는 것을 피하기 위해서 채취관 및 도관부의 가열이나 냉각도관의 냉각이 충분히 소정의 온도로 안정된 다음에 펌프를 시동한다.

⑸ 분석계의 설치장소에 진동이 커서 측정에 오차가 생기는 경우에는 진동 방지용 고무 등을 써서 진동을 흡수시킨다.

⑹ 지시값에 이상이 생기는 경우에는, 그 원인이 시료 채취구 쪽에 있는지 또는 분석계쪽에 있는지를 판별하기 위해서 분석계의 입구에 직접 교정용 가스를 장시간 도입하여 그 지시값을 조사한다.

5.5 기   타

⑴ 시료를 채취할 때에는 조업상태를 충분히 고려해서 채취시간을 정한다.

⑵ 측정자는 긴밀한 연락으로 채취시의 조업상태를 확인하여 둔다.

또한, 측정값을 보고할 때는 그 조압상태를 부기하여 두는 것이 바람직하다.

제 2 항 입자상 물질

1. 적용범위

이 시험방법은 물질의 파쇄, 선별, 퇴적, 이적 기타 기계적 처리 또는 연소, 합성분해시 굴둑에서 배출되는 먼지, 매연, 검댕 및 액적 등을 채취하는 방법과 개방형 여과집진시설에서 배출되는 입자상물질을 채취하는 방법에 대하여 규정한다.

2. 측정공 위치 및 측정점의 선정

제2절 제1항(먼지) 3 및 제28항(철강공장의 아크로와 연결된 개방형 여과집진시설의 먼지) 2에 따른다.

3. 입자상물질 측정방법

제2절 제1항(먼지) 4 및 제28항(철강공장의 아크로와 연결된 개방형 여과집진시설의 먼지) 3에 따른다.

제 2 절   항 목 별 시 험 방 법

제 1 항  먼    지

1. 적용범위

이 시험법은 물질의 파쇄, 선별, 퇴적, 이적 기타 기계적 처리 또는 연소, 합성분해시 연도에서 배출되는 먼지를 측정하는 방법에 대하여 규정한다. 단, 먼지농도표시는 표준상태(0℃, 760mmHg)의 건조배출가스 1S□중에 함유된 먼지의 중량으로 표시한다.

2. 측정방법의 종류

2.1 반 자동식 채취기에 의한 방법

굴뚝에서 배출되는 먼지시료를 반자동식 채취기를 이용 배출가스의 유속과 같은 속도로 시료가스를 흡인(이하 등속흡인이라 한다)하여 일정온도로 유지되는 실리카 섬유제 여과지에 먼지를 포집한다. 먼지가 포지된 여과지를 110±5℃에서 충분히 건조하여 비결합 수분을 제거하고 중량적으로 먼지농도를 계산한다.

2.2 수동식(조립) 채취기에 의한 방법

측정공에 시료 채취장치의 흡인관을 굴뚝내부에 삽입하여 그 선단을 채취점에 일치시키고 등속흡인한 다음, 먼지 포집기에 의해 여과포집된 먼지와 흡인된 가스의 양으로부터 먼지 농도를 계산한다.

3. 측정위치, 측정공 및 측정 작업대, 측정점

3.1 측정위치

측정위치는 원칙적으로 굴뚝의 굴곡부분이나 단면모양이 급격히 변하는 부분을 피하여 배출가스 흐름이 안정되고 측정작업이 쉽고 안전한 곳을 선정한다. 즉, 수직굴뚝 하부 끝단으로부터 위를 향하여 그곳의 굴뚝내경의 8배 이상이 되고, 상부 끝단으로부터 아래를 향하여 그곳의 굴뚝내경의 2배이상이 되는 지점에 측정공 위치를 선정하는 것을 원칙으로 하되, 위의 기준에 적합한 측전공 설치가 곤란하거나 측정작업의 블편, 측정자의 안정성 등이 문제될 때에는 하부 내경의 2배이상과 상부 내경의 1/2배 이상되는 지점에 측전공 위치를 선정할 수 있다. 단, 수직굴뚝에 측전공을 설치하기가 곤란하여 부득이 수평연도에 측전공이 설치되어 있는 경우는 수평굴뚝에서 측정할 수 있으나 축정공의 위치가 수직굴뚝의 측정위치 선정기준에 준하여 선정된 곳이어야 한다.

3.1.1 굴뚝 직경환산

⑴ 굴뚝단면이 원형인 경우(상하 동일 단면적) : 연도 상·하 직경은 3.1에서 명시한 수직굴뚝의 배출가스가 흐트러짐이 시작되는 위치의 내경을 기준으로 한다.

⑵ 굴뚝단면이 사각형인 경우(상하 동일 단면적의 정사각형 또는 직사각형)

굴뚝단면이 상·하 동일 단면적인 사각형 연도의 직경산출은 다음과 같이 한다.

[eqn: 환산직경~=~2 TIMES LEFT ( { A `TIMES `B} over {A`+`B } RIGHT ) ~=~ LEFT ( { 가로 `TIMES `세로} over {가로`+`세로 } RIGHT )]

A : 3.1에서 명시한 굴뚝내부 단면 가로 치수

B : 3.1에서 명시한 굴뚝내부 단면 세로 치수

그림 1  사각형 연도환산 보기⑴

⑶ 굴뚝단면이 서서히 변하는 경우

굴뚝단면이 서서히 축소되는 경우의 원형 및 사각형 굴뚝직경 산출은 다음과 같이 한다.

① 원형 굴뚝의 경우

3.1에 의거 측정공 위치를 대략적으로 선정하고 다음에 의거 굴뚝직경을 산출하여, 선정된 측정공 위치가 환산 하부직경의 2배이상과 환산 상부직경의 1/2배이상이면 굴뚝직경으로 채택한다.

[eqn: 환산 하부직경~=~ { 하부직경`+`선정된 측정공 위치의 직경} over {2 }# ## 환산 상부직경~=~ { 상부직경`+`선정된 측정공 위치의 직경} over {2 }]

② 사각형 굴뚝의 경우

일차적으로 각 위치별 직경을 3.1.1⑵에 의거 환산하고 이차적으로 3.1.1⑶ ①과 같은 방법으로 환산한다.

(a) 원형연도 경우

[eqn: 적용하부직경~=~ { 2.5`+`1.83} over { 2}~=~2.165### 적용상부직경~=~ { 1.5`+`1.83} over { 2}~=~1.165#]

(a') 선정된 측정공 위치 채택여부 검토

20 ÷ 2.165 = 9배(하부직경의 2배이상이므로 채택함)

10 ÷ 1.665 = 6배(상부직경이 1/2배이상이므로 채택함)

그림 2 원형굴뚝 환산보기(2)

□ 사각형 굴뚝 경우

[eqn: &상부환산직경`=`2 TIMES LEFT ( { 2 TIMES 1.5} over {2+1.5 } RIGHT ) `=`1.7## &하부환산직경`=`2 TIMES LEFT ( { 2 TIMES 2.5} over {2+2.5 } RIGHT ) `=`2.2## &{선정된측정공} atop {위치의 직경} =2 TIMES LEFT ( { 2.3 TIMES 1.8} over {2.3+1.8 } RIGHT ) `=`2.0]

[eqn: &적용하부직경`=` { 2.2`+`2.0} over {2 } `=`2.1### &적용상부직경`=` { 1.7`+`2.0} over {2 } `=`1.8]

(b') 선정된 측정공위치 채택여부 검토

17 ÷ 2.1 = 8배(하부직경의 2배이상이므로 채택함)

4 ÷ 1.8 = 2배(상부직경의 1/2배이상이므로 채택함)

그림 3  사각형연도 환산보기(3)

⑷ 기타 형태의 경우

굴뚝이 기타 다른 형태일 경우에는 원형 및 사각형 경우 중 가까운 쪽에 준하여 환산 적용하고 필요시는 다음과 같은 굴뚝내 배출가스의 흐름을 개서하여 굴뚝직경을 산출하여 활용할 수 있다. 단, 이러한 장치가 먼지의 침강과 분리를 일으켜서는 안된다.

그림 4  굴뚝환산 보기(4)

3.2 측전공 및 측정작업대

3.1에서 선정된 측정위치에는 측정자의 안전과 측정작업을 위한 작업대와 측정공이 설치되어야 한다.

3.2.1 측정공

측정공은 그림 5와 같이 측정위치로 선정된 굴뚝 벽면에 내경 100~150□ 정도로 설치하고 측정시 이외에는 마개를 막아 밀폐하고 측정시에도 흡입관 삽입 이외의 공간은 공기가 새지 않도록 적당히 밀폐되어야 한다.

그림 5  측정공의 구조 예

측정공의 설치는 굴뚝직경의 길이에 따라 그림 6과 같이 설치한다.

그림 6  측정공 설치요령

3.2.3 측정작업대

측정작업대는 측정장비의 설치와 측정자의 작업을 쉽게하기 위하여 충분히 크고 견고해야 한다. 보통 그 크기는 측정장비를 설치하고 2~3인의 측정작업자가 충분히 작업할 수 있는 공간과 지지력이 마련되어야 한다. 또한, 측정작업대까지 오르기 위한 적당한 승강 시설을 그림 7의 시설등과 같이 굴뚝에 견고히 설치하여 측정자의안전을 보호하고 장비의 운반 및 측정을 위한 도르레, 전기 등의 시설을 설치하여야 한다.

그림 7  안전한 승강시설의 구조 예

3.3 측정점

3.3.1 측정점의 선정

측정점은 측정위치로 선정된 굴뚝단위의 모양과 크기에 따라 다음과 같은 요령으로 적당수의 등면적으로 구분하고 구분된 각 면적마다 측정점을 선정한다.

⑴ 굴뚝단면이 원형인 경우

굴뚝단면이 원형일 때는 그림 8과 같이 측정단면에서 서로 직교하는 직경선상에 표1의 각 채취점 배열비율에 따라 측정선상에 동일하게 배열한다.

그림 8  원형단면의 측정 예

표 1                          채취점 배열표

(원형 굴뚝에서 채취점 위치는 다음의 표1에 따라 결정한다.)

한직경상의 채취점 번호	한직경상의 채취점수와 채취점 배열 간격률(%)
	2 점	4 점	6 점	8 점	10점	12점
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	14.6 85.4	6.7 25.0 75.0 93.3	4.4 14.7 29.5 70.5 85.3 95.6	3.3 10.5 19.4 32.3 67.7 80.6 89.5 96.7	2.5 8.2 14.6 22.6 34.2 65.8 77.4 85.4 91.8 97.5	2.1 6.7 11.8 17.7 25.0 35.5 64.5 75.0 82.3 88.2 93.3 97.9

단, 측정점의 총수는 표 2에서 보는 바와 같이 20점이상을 넘지 않도록 한다.

표 2                             측  정  점  수

굴뚝직경(m)	반경구분수	측정점수
1 미만 1~2 미만 2~4 미만 4~4.5 미만 4.5 이상	1 2 3 4 5	4 8 12 16 20

○ 굴뚝 직경이 1m 미만인 경우

표 3	측정점 위 치		굴뚝직경 0.9m 총채취점 4개
한직경상의 측정점번호	한 쪽 내 벽 에 서 측 정 점 위 치
	배열간격율(%)	실제거리(□)	비 고
1 2	14.6 85.4	13.4(0.9m×14.6%) 76.9(0.9m×85.4%)	%와 실제거리는 한쪽 내벽으로부터 누적표시임

○ 굴뚝 직경이 2~4m 미만인 경우

표 4	측정점 위 치		굴뚝직경 2.6m 총채취점 12개
한직경상의 측정점번호	한 쪽 내 벽 에 서 측 정 점 위 치
	배열간격율(%)	실제거리(□)	비 고
1 2 3 4 5 6	4.4 14.7 29.5 70.5 85.3 95.6	11.4(2.6×4.4%) 38.2(2.6×14.7%) 76.7(2.6×29.5%) 183.3(2.6×70.5%) 221.8(2.6×85.3%) 248.6(2.6×95.6%)	%와 실제거리는 한쪽 내벽으로부터 누적표시임

그림 9 측정점 배열단면도 (직경 1m 미만일 경우)	그림 10 측정점 배열단면도 (직경 2~4m미만일 경우)

다만, 보일러 배출가스 등과 같이 배출가스가 측정점에 도달하는 동안 오염물질이 비교적 균일하게 혼합된다고 인정되는 공정의 굴뚝배출가스는 측정점 수를 줄일 수있다.

① 굴뚝 단면적이 0.25□이하로 소규모일 경우에는 그 굴뚝 단면의 중심을 대표점으로 하여 1점만 측정한다.

② 3·2의 규정에 의하여 선정된 측정공이 수직굴뚝에 위치할 경우에는 굴뚝단면도의 1/4에 해당하는 반경상의 측정저으로 줄일 수 있다.

○ 원형 굴뚝의 경우

③ 3·2 규정에 의하여 선정된 측정공이 수평굴뚝에 위치할 때에는 모든 측정점에서 측정을 한다.

④ 측정공의 설치가 3·2의 규정에 맞지않게 설치되어 있는 기본 배출시설업소에 대하여는 잠정적으로 원형연도의 경우 측정점수는 ②항에 따른다.

⑵ 굴둑단면이 사각셩일 경우

굴뚝단면이 사각형일 때는 다음과 같이 단면적에 따라 등단면적의 사각형으로 구분하고 구분된 각 등단면적의 중심에 측정잠 수를 표5와 같이 선정한다. 단, 굴뚝 단면적이 20□이상되는 경우에는 최대측정점수가 20을 넘지 않도록 한다.

그림 11  사각형 굴뚝 단면의 측정위치

표 5                         사각형 굴뚝 단면적의 측정점수

굴 뚝 단 면 적(□)	측 정 점 수 (개)
4 미만 4~9 미만 9~16 미만 16 이상	4 9 16 20

① 굴뚝 단면적이 0.25□이하로 소규모일 경우에는 그 굴뚝단면의 중심을 대표점으로 하여 1점만 측정한다.

② 3·2의 규정에 의하여 선정된 측정공이 수직굴뚝에 위치할 경우에는 굴뚝단면의 모양에 따라 다음과 같이 측정점수를 줄일 수 있다.

○ 사각형 굴뚝의 경우

③ 3·2 규정에 의하여 선정된 측정공이 수평굴뚝에 위치할 때에는 모든 측정점에서 측정을 한다.

④ 측정공의 설치가 3·2 규정에 맞지않게 설치되어 있는 기존 배출 시설업소에 대하여는 잠정적으로 측정공의 직경선상의 반경부분을 그림 12와 같이 등간격으로 구분하여 각 측정점에서 측정한다.

그림 12  사각굴뚝 중의 측정법

⑶ 굴뚝 단면이 기타모양일 경우

굴뚝 단면의 모양이 한쪽은 원형(아취형) 한쪽은 사각형 또는 기타모양일 경우에는 ⑴, ⑵에 따라 측정정수를 결정한다.

3.4 먼지시료 채취 방법의 종류

⑴ 각점 채취접

측정점마다 1개의 먼지포집기를 사용하여 시료를 채취한다.

⑵ 이동 채취법

한 개의 먼지 포집기를 사용하여 측정점을 이동하면서 각각 같은 흡인시간으로 먼저시료를 채취한다.

⑶ 대표접 채취법

3·2의 규정에 따라 정해진 대표점에서 한 개 또는 수개의 먼지포집기를 사용하여 먼지시료를 채취한다.

4. 측정방법

4.1 반자동식 채취기에 의한 방법

4.1.1 채취장치의 구성

이 방법에서 사용되는 시료 채취장치는 흡인노즐, 흡인관, 피토우관, 여과지홀더, 여과부 가열장치, 임핀저 트레인, 가스흡인 및 유량측정부 등으로 구성되며 여과지홀더의 위치에 따라 그림 13과 그림 14로 구별된다.

그림 13  먼지시료 채취장치(1형)

그림 14  먼지시료 채취장치 (2형)

⑴ 흡인노즐

흡인노즐은 스테인레스강 또는 유리계로 만들어진 것으로 다음과 같은 조건을 만족시키는 것이어야 한다.

① 흡인노즐의 안과 밖의 가스 흐름이 흐트러지지 않도록 흡인노즐 내경□은 3□ 이상으로 한다.

② 흡인조즐의 꼭지점은 그림과 같이 30℃이하의 예각(銳角)이 되도록 하고 매끈한 반구모양으로 한다.

③ 흡인노즐 내외면은 매끄럽게 되어야 하며 급격한 단면의 변화와 굴곡이 없어야 한다.

⑵ 흡입관

· 수분응축방지를 위해 시료가스 온도를 120±14℃로 유지할 수 있는 가열기를 갖춘 보로실리케이트 또는 석영 유리관을 사용한다.

⑶ 피토우관

· 피토우관 계수가 정해진 S형 피토우관으로서 배출가스 유 속의 계속적인 측정을 위해 흡인관에 부착하여 사용한다.

⑷ 차압게이지

· 2개의 경사마노미터 또는 이와 동등의 것을 사용한다. 하나는 배출가스 동압 측정을, 다른 하나는 오리피스 차압측정을 위한 것이다.

⑸ 여과지 홀도

· 여과지 홀더는 원통형 또는 원형의 먼지포집여과지를 지지해주는 장치를 말한다.

· 이 장치는 유리제 또는 스테인레스강 등으로 만들어진 것으로 내식성이강하고 여과지 탈착(脫着)이 쉬워야 한다. 또 여과지를 끼운곳에서 공기가 새지 않아야 한다.

⑹ 여과부 가열장치

· 시료체취시 여과지 홀더 주위를 120±14℃의 온도를 유지시킬 수 있는 장치를 말한다. 다만 이장치는 그림 14의 2형 시료채취장치를 이용할 경우에만 사용된다.

⑺ 임핀저 트레인

· 일렬로 연결된 4개의 임핀저로 구성되며 접속부는 모두 갈아 맞춤으로 한다. 첫 번째, 세 번째 및 네 번째 임핀저는 그리인버그 스미드형으로서 팁을 플라스크 바닥에서 1.3□(1/2in)되는 지점까지 이르는 내경 1.3□(1/2in)의 유리관으로 대체한 것을 사용한다.

· 두 번째 임핀저는 표준팁의 그리인버그 스미드형을 사용한다.

⑻ 가스흡인 및 유량측정부

· 진공게이지, 진공펌프, 온도계, 건식가스미터 등으로 구성되며 등속흡인유량을 유지하고 흡인 가스량을 측정할 수 있게 되어 있다.

4.1.2 시험용 기구 및 기기

⑴ 시료채취장치 1형을 사용하는 경우

① 흡인노즐용 솔

나일론 실로 만든 솔로서 흡인노즐보다 더 긴 것을 사용한다.

② 시료보관병]

원통형 여과지에 포집된 분진시료를 보관하기 위한 것으로 유리 또는 흡습관을 사용한다.

③ 흡습병 : U자형 또는 흡습관을 사용한다.

④ 간이용저울 : 100□까지 무게를 달 수 있는 저울을 사용한다.

⑤ 건조기

⑥ 데시케이터

⑦ 분석용 저울 : 0.1□까지 무게를 달 수 있는 정밀저울을 사용한다.

⑵ 시료채취장치 2형을 사용하는 경우

① 흡인노즐 및 흡인관용솔

나일론 실로 만든 솔로서 길이는 흡인관 보다 더 긴 것을 사용한다.

② 세척병

유리세척병 2개로 사용한다.

③ 시료보관병

500□ 또는 1,000□ 용량의 보로 실리케이트 유리병을 사용한다.

④ 페트리 접시

여관지에 포집된 분지시료를 위한 것으로서 유리 또는 폴리에틸렌계를 사용한다.

⑤ 메스실린더 및 저울

1□씩 눈금이 매겨진 메스실린더와 0.5g까지 달 수 있는 저울을 사용한다,.

⑥ 유리제 평량접시

⑦ 데시케이터

⑧ 분석용 저울 : 0.1□까지 무게를 달 수 있는 정밀저울을 사용한다.

4.1.3 시험용 시약

⑴ 시료 채취장치 : 1형을 사용하는 경우

① 원통여과지 : 실리카 섬유제 여과지로서 99%이상의 분집포집율을 나타내는 것이어야 한다.

② 실리카겔 : 6~16메시(mesh) 크기의 변색지시형 실리카겔을 사용하며 재사용시에는 175℃에서 2시간 건조시킨 후 사용한다.

③ 흡습제 : 임상의 무수염화칼슘을 사용한다.

④ 건조제 : 변색지시형 무수황화칼슘을 사용한다.

⑵ 시료채취장치 2형을 사용하는 경우

① 원형여지 : 실리카 섬유제 여과지로서 99%이상의 분진 포집율을 나타낸 것이어야 한다.

② 실리카겔 : 6~16메시(mesh)크기의 변색지시형 실리카겔을 사용하며 재사용시에는 175℃에서 2시간 건조시킨 후 사용한다.

③ 잘게 부순 얼음

④ 마개용 그리이스

아세톤에 녹지 않고 열에 안정한 실리콘 그리이스를 사용한다.

⑤ 아세톤 : 잔재물이 0.001wt% 이하인 시약용 아세톤을 사용한다.

⑥ 건조제 : 변색지시형 무수황산칼슘을 사용한다.

4.1.4 배출가스 온도측정

⑴ 측정점 : 측정점은 3.3의 규정에 따라 선정한다.

단, 측정점수를 줄여도 무방하다.

⑵ 측정기구 : 측정기구는 액체를 넣은 유리 온도계, 전기식 온도계, 열전대 온도계 등을 사용한다.

⑶ 측정방법 : 측정방법은 측정기구를 측정공에 끼워넣고 측정점에서 온도를 측정한다.

4.1.5 수분향 측정

⑴ 측정점 : 측정점은 3.1에서 규정한 위치에서 연도 중심에 가까운 곳을 선정한다.

⑵ 측정방법 : 측정방법은 흡습관법, 계산법에 따른다.

(5.1) 시료채취장치 1형을 사용하는 경우

① 측정장치 : 흡습관법에 따른 수분량측정장치는 그림 15와 같이 흡인관, 흡습관, 가스흡인 및 유량측정부 등으로 구성된다.

㉮ 흡인관 : 스페인레스강 또는 석영제 유리관을 사용한다. 분진의 혼입을 방지하기 위하여 흡인관의 적당한 곳에 여과재를 넣어둔다.

㉯ 흡습관 : U자관 또는 흡습관에 무수염화칼슘(입상) 등의 흡습제를 넣고 흡습제의 비산을 방지하기 위하여 여과재를 채운다.

그림 15  수분량 측정장치

② 측정방법

㉮ 흡습관에 흡습제를 채운후 표면의 부착물을 깨끗히 씻어내고 흡습관의 콕크를 닫고 그 무게를 달아 ma1이라 한다.

㉯ 임핀저트레인 중에 첫 번째와 두 번째 임핀저에 100□의 물을 넣고 네 번째 임핀저에 200~300g의 실리카겔을 넣는다.

㉰ 흡인관 내부에서 수분이 응축하지 않도록 보온 및 가열한다.

㉱ 배출가스의 온도가 대기온도보다 높을 때에는 냉각조를 사용하여 흡습관을 냉각하여야 한다.

㉲ 흡인관을 측정공에 끼워넣고 흡습관을 연결한 후 흡습관의 콕크를 열고 가스를 흡인한다.

㉳ 배출가스 흡인유량은 1~2□/분 정도로 조정하여 흡습한 수분이 100□~1g 정도 되도록 한다.

㉴ 가스흡인중에 가스온도, 압력 및 유량을 확인한다.

□ 필요한 배출가스를 흡인한 후 흡습관의 콕크를 닫고 배관을 분리한다.

□ 흡습관 표면의 수분 및 부착물을 잘 닦은 후 무게를 달고 그 무게를 ma2로 하다. 분석용 저울은 100□ 차까지 읽을 수 있는 것을 사용한다.

③ 수분량 계산

배출 가스중의 수분량은 습한 가스중의 수중기의 부피 백분율로 표시하고 다음식에 의해 구한다.

[eqn: Xw~=~ { { 22.4} over {18 } ` { m}_{a } } over {V``'m` TIMES { 273} over {273+ theta m }` TIMES ` { Pa+Pm} over {760 } `+` { 22.4} over {18 }` { m}_{a } } `TIMES `100]

Xw	: 습한 배출가스중의 수증기의 부피 백분율(%)

ma	: 흡습 수분의 질량(ma2 - ma1)(g)

V'm	: 흡인한 건조 가스량(건식가스미터에서 읽은 값)(□)

□m	: 가스미터에서의 흡인가스온도(℃)

Pa	: 대기압(mmHg)

Pm	: 가스미터에서의 게이지압(mmPg)

⑵ 시료체취장치 2형을 사용하는 경우

① 측정장치 : 수분량 측정장치의 구성은 그림 14와 같다.

② 측정방법

㉮ 임핀저 트레인 중에 첫 번째와 두 번째 임핀저에 100□의 물을 정확히 달아 넣고 네 번째 임핀저에 200~300g의 실리카겔을 100□까지 정확히 달아 넣고 총무게를 ma1이라 한다.

㉯ 임핀저 주위에 얼음조각을 채워넣고 각 연결부를 연결한다.

㉰ 흡인관과 여과부 가열장치가 120±14℃가 되도록 가열한 후 흡인한다.

㉱ 가스흡인중에 배출가스온도 및 압력, 유량을 측정한다.

㉲ 필요한 배출가스를 흡인하고 임핀저 트레인을 분리한다.

㉳ 임핀저 트레인 중에 첫 번째와 두 번째 임핀저에 들어 있는 물을 정확히 측정하고 네 번째 들어 있는 실리카겔을 100□까지 정확히 달아 총무게를 ma2라 한다.

③ 수분량 계산

(5-1). ⑴ ③에 따른다.

(5-2) 계산에 의한 방법

사용연료의 양과 저정 및 불어 넣은 공기량, 습도 등으로부터 다음 식에 의하여 계산된다.

[eqn: Xw~=~ { Wg} over { G} TIMES { 22.4} over {18 }TIMES 100]

Xw	: 습한 배출가스중의 수증기의 부피 백분율(%)

Wg	: 연료 단위량당 발생가스 중의 수분량(Kg/Kg : 고체 또는 액체연료, Kg/□ 기체연료)

고체 또는 액체 연료일 때

[eqn: Wg~=~ { 29} over { 22.4}~AvK`+` { Wr} over {100 } `+` { 9H} over {100 }]

기체 연료일 때

[eqn: Wg~=~ { 29} over { 22.4}~AvK`+` { 18} over {22.4} ` TIMES ` { 1} over {100 } LEFT ( { H}_{2 } + { 2CH}_{4 } + { 2C}_{2 }{ H}_{4 }`……… RIGHT )]

Av	: 연료단위량당 사용한 건조공기량(□/□ : 고체 또는 액체연료)

K	: 연료용 공기의 절대습도[한 공기중의 수증기량과 건조공기와의 질량비(□/□ 건조공기)]

[eqn: K~=~ { 0.662 varphi Pv} over {100Pa`-` varphi Pv }]

□	: 상대습도(%)

Pv	: 물의 포화 증기압(mmHg)

Pa	: 대기압(mmHg)

Wr	: 연료중의 전 수분의 무게 백분율(%)

H	: 연료중의 수소분의 무게 백분율(%)

H2	: 연료가스중의 수소의 부피 백분율(%)

CH4	: 연료가스중의 메탄의 부피 백분율(%)

C2H4	: 연료가스중의 에틸렌의 부피 백분율(%)

G	: 연료 단위량당 습한 배출가스량(□/□ : 고체 또는 액체연료, □/□ : 기체연료)

비고1.  증기가 스며들거나 제품 등에서 수분이 발생하여 배출 가스중에 포함될 때는 이 수분량을 연료단위량으로 환산하여 Wg에 더한다.

⑴ 고체 또는 액체 연료일 때

[eqn: G~=~G``'`+` { 22.4} over {18 }`Wg]

이때 [eqn: G``'~=~(m-0.21)`Ao+1.867 { C``'} over {100 }+0.7` { S} over {100 }+0.8` { N} over {100 }]

[eqn: &~~~~m~=~ { ( { N}_{2 }) } over { ( { N}_{2 })`-`3.76{( { O}_{2 })`-`0.5(CO) }} ### &~~~Ao~=~ { 1} over {100 }{ LEFT { 8.89C``'`+`26.7(H- { O} over {8 })+3.33S } RIGHT }### &또는~G``'~=~ { 1.867C``'+0.7S} over {( { CO}_{2 })+(CO) }]

G'	: 연료단위량당 건조배출가스량(□/□:고체 또는 액체연료, □/□:기체연료)

M	: 공기비

W	: 연료중에 함유되어 있는 전수분의 무게 백분율(%)

H	: 연료중에 함유되어 있는 수소의 무게 백분율(%)

C'	: 연료중에 함유되어 있는 연소 탄소의 무게 백분율(%)

S	: 연료중에 함유되어 있는 연소 유황의 무게 백분율(%)

N	: 연료중에 함유되어 있는 질소의 무게 백분율(%)

O	: 연료중에 함유되어 있는 산소의 무게 백분율(%)

Ao	: 연료 1□당의 이론 공기량(□/□연료)

(N2)	: 건조배출가스 중에 함유되어 있는 질소의 부피 백분율(%)

(O2)	: 건조배출가스 중에 함유되어 있는 산소의 부피 백분율(%)

(CO)	: 건조배출가스 중에 함유되어 있는 일산화 탄소의 부피 백분율(%)

(CO2)	: 건조배출가스 중에 함유되어 있는 이산화 탄소의 부피 백분율(%)

⑵ 기체 연료일 때

[eqn: &~~G~=~G``'+ { 1} over {100 }~ LEFT ( { H}_{2 }+ { 2CH}_{4 }+ { 2C}_{2 } { H}_{4 } +……………`` RIGHT ) ## &이때# &~~G``'~=~ { LEFT ( CO+{CO }_{2 }+ { CH}_{4 }+ { 2C}_{2 } { H}_{4 } ………………RIGHT ) } over { LEFT ( { CO}_{2 } RIGHT )`+` LEFT ( CO RIGHT ) }]

G'	: 연료가스 1□당 건조 배출가스량(□/□ 연료)

H2	: 건조 연료가스 중의 수소의 부피 백분율(%)

CH4	: 건조 연료가스 중의 매탄의 부피 백분율(%)

C2H4	: 건조 연료가스 중의 에틸렌의 부피 백분율(%)

CO	: 건조 연료가스 중의 일산화탄소의 부피 백분율(%)

CO2	: 건조 연료가스 중의 이산화탄소의 부피 백분율(%)

⑶ 스크러버 출구 등 배출가스중에 물방울이 공존할 때는 배출가스 온도의 포화 수증기압을 사용하며 다음 식으로 수분량을 계산한다.

(100℃이하일 때)

[eqn: Xw~=~ { Pv} over {Pa+Ps }` TIMES `100]

Xw	: 습한 배출가스중의 수중기 부피 백분율(%)

Pv	: 배출가스 온도의 포화수증기압(mmHg)

Pa	: 대기압(mmHg)

Ps	: 배출가스의 정압(靜壓)(mmHg)

4.1.6 먼지 측정

⑴ 측정준비

① 시료채취장치 1형을 사용하는 경우

㉮ 원통형 여과지를 105℃±5℃에서 충분히 건조하고 데시케이터내에서 실온까지 냉각하여 무게를 0.1□까지 정확히 단 후 여과지홀더에 끼운다.

㉯ 임핀저 트레인중 첫 번째와 두 번째 임핀저에 각각 100□의 물을 넣고 네 번째 임핀저에는 미리 무게를 단 200~300g의 실리카겔을 넣는다.

㉰ 임핀저 트레인을 통과하는 배출가스의 온도가 높을 경우 임핀저 주위에 잘게 부순 얼음을 채워 넣는다.

② 시료채취장치 2형을 사용하는 경우

㉮ 원통형 여과지를 105±5℃에서 충분히 건조하고 데시케이터내에서 실온까지 냉각하여 무게를 0.1□까지 정확히 단후 여가지 홀더에 끼운다. 먼지포집량이 100□을 초과할 것으로 예상되는 경우엔 흡인관과 여과지 홀더사이에 유리제 사이클론을 연결하여 사용한다.

㉯ 임핀저 트레인 중 첫 번째 및 두 번째 임핀저에 각각 100□의 물을 넣고 세 번째 임핀저는 비워두며 네 번째 임핀저에는 미리 무게를 단 약 200~300g의 실리카겔을 넣는다. 임핀저 주위에는 잘게 부순 얼음을 채워 넣는다. 임핀저 트레인은 배출가스이 냉각(20℃ 이하로), 수분제거 및 채취된 물의 총량결정, 유해가스 제거 등을 위해 사용한다.

㉰ 임핀저 트레인에 흡인관을 연결한 후 흡인관 출구에서 시료가스의 온도가 120℃가 되도록 가열기를 조정하고 여과부 가열장치도 켜 여과지 홀도 주위를 120℃로 유지한다.

⑵ 시료채취

① 3.3과 같이 측정점수를 선정한다.

② 4.1.4와 같이 배출가스의 온도를 측정한다.

③ S형 피토우관과 경사마노미터로 배출가스의 정압과 편균 동압을 각각 측정한다.

④ 4.1.5와 같이 배출가스의 수분량을 측정한다.

⑤ 노모그래프를 이용하여 적정한 흡인노즐 내경 및 동압과 오리피스압차(등속흡인 유량을 나타냄)와의 연관인자를 결정한다.

⑥ 매 채취점마다 동압을 측정하여 노모그래프로부터 등속흡인을 위한 오리피스 압차를 구한 후 유량조절 밸브로 그 오리피스 압차가 유지되도록 유량을 조절하여 시료를 채취한다.

한 채취점에서의 채취시간을 최소 2분이상으로 하고 모든 채취점에서 채취시간을 동일하게 한다.

시료 채취중에 굴뚝내 배출가스 온도, 건식가스미터의 입구 및 출구온도, 여과지 홀도온도, 최종 임핀저 통과후의 가스온도, 진공게이지압 등을 측정기록하고 채취가 끝날때마다 측정점에서의 가스시료 채취량을 기록해 둔다. 이러한 수치들을 기록하기 위한 기록지 양식의 한 예가 표 6에 나타나 있다.

표 6                       먼 지 시 료 채  취 기 록 지

공장명 측정대상명 작성자명 측정일 측정번호 오리피스미터△H@ C팩터		피토우관계수 기온, ℃ 기압, mmHg 수분량, % 흡인관길이, m 흡인노즐직경,□ 배출가스정압,mmHg 여과지번호
	굴뚝단면 및 측정점 배열

채 취 점 번 호	시 료 채 취 시간 (분)	진 공 게 이 지 압 (mmHg)	배 출 가 스 온 도 (℃)	배 출 가 스 동 압 (mmH2O)	오 리 피 스 압 차 (mmH2O)	시 료 채취량 (□)	건식가스미터 에서의 온도(℃)		여과지 홀더 온도 (℃)	최종임핀저출구온도 (℃)
							입구	출구
합계							평균	평균
평 균							평 균

비고 : 1. 시료 채취중 임핀저 통과후의 가스온도가 20℃가 넘을 경우엔 잘게 부순 얼음을 더 채우거나 소금을 첨가하도록 한다.

2. 먼지가 포집됨에 따라 여과지에 전후의 압력강하가 너무 높아져 등속흡인을 유지하기가 어려울 경우엔 새 여과지로 교환(여과지 홀더도 같이 교한하는 것이 좋다)한 후 시료채취를 계속한다. 이때 총포집먼지량은 각 여과지에 포집된 먼지량의 합이 된다.

⑦ 등속흡인정도를 보기 위해 다음식에 의해서 등속계수를 구하고 그 값이 95~110% 범위내에 들지 않는 경우엔 다시 시료채취를 행한다.

[eqn: I(%)~=~ { Ts LEFT [ 0.00346~Vic`+`V``'/Tm(Pbar`+` DELTA H/13.6) RIGHT ]. LEFT ( 1.667 `TIMES { 10}^{4 } RIGHT ) } over {Ps~ CDOT ~t ~CDOT ~v ~CDOT ~An }]

I	: 등속계수(%)

Ts	: 배출가스 평균 절대온도("K:273+□s(℃))

Ps	: 배출가스 압력(mmHg:760+Ps)

Vic	: 임핀저와 실리카겔에 채취된 물의 총량(□)⑴

V'm	: 건식가스미터에서 읽은 가스시료 채취량(□)

Tm	: 건식가스미터의 평균 절대온도("K:273+□m(℃))

Pbar	: 측정공 위치의 대기압(mmPg)

□H	: 오리피스 압차(mmH2O)

t	: 총시료 채취시간(분)

□	: 배출가스 유속(m/초)

An	: 노즐의 단면적(□)

⑶ 시료회수

① 시료채취장치 1형을 사용하는 경우

㉮ 시료채취가 끝나면 흡인관을 빼내어 방냉한 후 노즐주변의 먼지를 닦아낸다.

㉯ 흡인관과 여과지홀더를 분리하고 먼지가 포집된 여과지는 시료보관병에 넣는다.

㉰ 첫 번째와 두 번째 및 세 번째 임핀저에 들어있는 물의 부피를 측정한 후 버린다.⑴

② 시료채취장치 2형을 사용할 경우

㉮ 시료채취가 모두 끝나면 흡인관을 굴뚝내에서 빼내 방냉한 후 노즐주변에 붙은 먼지를 닦아 내고 마개를 하여 시료채취부(여과부+임핀저트레인)를 분리한다.

㉯ 시료채취부를 깨끗하고 바람이 불지 않는 장소로 옮겨 여과지 홀더와 임핀저 트레인을 분리한다.

㉰ 첫 번째 두 번째 및 세 번째 임핀저에 들어있는 물의 부피를 측정한 후 버린다.

㉱ 다음과 같이 각 시료보관 용기에 시료를 넣는다.

용기 No. 1 : 여과지 홀더에서 조심스럽게 여과지를 분리하여 페트리접시용기에 넣는다.

용기 No. 2 : 흡인노즐, 흡인관, 접속부, 여과지 홀더 등의 내부에 붙은 먼지를 아세톤으로 세척하여 그 세척액을 이 용기에 넣는다.

(바탕시험을 위해 아세톤의 일부를 남겨둔다.)

용기 No. 3 : 네 번째 임핀저에 들어 있는 실리카겔을 이용기에 옮겨 넣고 마개를 한다.

⑷ 시료분석

① 시료채취장치 1형을 사용할 경우

㉮ 시료를 110±5℃로 충분히 건조하고 데시케이터내에서 실온까지 냉각하여 무게를 0.1□까지 정확히 단다.

㉯ 바탕시험은 측정준비시 평량된 여과지를 ㉮와 동일하게 행한다.

㉰ 포집된 먼지량은 다음과 같이 구한다.

포집된 먼지량 = 먼지포집전후의 여과지무게 ± 바탕시험에 사용된 여과지 무게차

㉱ 네 번째 임핀저에 들어있는 실라카겔은 100□까지 무게를 단다. 채취전후의 실리카겔 무게차와 임핀저내의 물부피 차의 합이 채취된 물의 총량이다.⑴

② 시료채취장치 2형을 사용하는 경우

㉮ 용기 No. 1의 시료를 평량접시에 옮긴 다음, 110±5℃에서 충분히 건조하고 데시케이터내에서 실온까지 냉각하여 무게를 0.1□까지 정확히 단다.

㉯ 용기 No. 2의 세척액을 비이커에 옮기고 방치하여 아세톤을 증발시킨 다음, 데시케이터내에서 24시간 동안 건조시켜 무게를 0.1□까지 정혹히 단다. 바탕시험은 세척에 사용된 양과 같은 양의 아세톤을 사용하여 위와 같이 행한다.

㉰ 포집된 먼지량을 다음과 같이 구한다.

포집된 먼지량 = 용기 No. 1의 먼지시료무게(포집전후의 여과지 무게차)+(용기 No. 2의 먼지시료무게)-(바탕시험시의 불순물무게)

㉱ 용기 No. 3의 실리카겔을 0.5g까지 무게를 단다. 채취전후의 실리카겔 무게차와 임핀저내 물부피 차의 합이 채취된 물의 총량이 된다.

주⑴ : 임핀저와 실리카겔에 채취된 물의 총량을 구하기가 어려울 경우 다음식에 의해 계산하여도 무방하다.

[eqn: Vic~=~Vs` TIMES ` LEFT ( { Xw} over {100`-`Xw }` TIMES ` { 18} over {22.4 } RIGHT )]

Vic	: 임핀저와 실리카겔에 채취된 물의 총량(□)

Vs	: 건식가스미터에서 읽은 가스 시료 채취량(□)

Xw	: 수분량(%)

4.1.7 먼지농도 계산

배출가스 중의 먼지농도는 다음 식에 의해 구한다.

[eqn: Cn~=~ { md} over {V'm` TIMES ` { 273} over {273+ theta m } ` TIMES ` { Pa+ DELTA H/13.6} over {760 } }]

Cn	: 먼지농도(g/□ dry)

md	: 포집된 먼지량(g)

V'm	: 건식가스 미터에서 읽은 가스시료 채취량(□)

□m	: 건식가스미터의 평균온도(℃)

Pa	: 측정공 위치의 대기압(mmHg)

□H	: 오리피스 압차(mmH2O)

4.2 수동식 채취기에 의한 방법

4.2.1 채취장치 구성

이 방법에서 사용되는 시료 채취장치는 먼지포집부, 가스흡인부, 흡인유량 측정부 등으로 구성되며 먼지포집부의 위치에 따라 그림 16 및 17과 같이 1형과 2형으로 구분된다.

1형은 먼지포집기를 굴뚝안에 설치하고, 2형은 먼지포집부를 연도 밖으로 설치하는 것이다.

먼지 시료 채취장치의 모든 접합부는 가스가 새지 않도록 하여야 하고 2형일때는 배출가스 온도가 이슬점 이하가 되지 않도록 보온 또는 가열해 주어야 한다.

그림 16  먼지시료 채취장치의 구성 보기(1형)

그림 17  먼지시료 채취장치의 구성보기(2형)

⑴ 먼지 포집부

(1.1) 먼지 포집부의 구성

먼지 포집부의 구성은 흡인노즐, 여과지홀도, 고정쇠, 드레인 포집기, 연결관 등으로 구성된다. 단 2형일때는 흡인노즐 뒤에 흡인관을 접속한다. 먼지포집부의 구성 보기를 그림 18에 나타낸다.

단위 : mm

D	24	30	35	5	58	80
d	4 6 8 10 12 14 16……
Df	20	25	30	40	53	75
□	90	90	100	150	150	210

(원통여과지를 사용하는 1형)

(원형여과지를 사용하는 2형)

그림 18  먼지포집부의 구성

(1.2) 흡인노즐

① 흡인노즐의 종류

㉮ 보통형 흡인노즐

측정점에서 배출가스의 유속을 미리 측정하고 이 유속에 맞추어 가스를 흡인하는 것이다.

㉯ 평형형(平衡形) 흡인노즐

측정점에서 배출가스 유속을 측정하지 않고 그 유속과 흡인가스의 유속이 일치되도록 한 것으로서 이 노즐은 측정점의 정압 또는 동압과 흡인노즐내의 정압 또는 동압⑵이 일치하도록 가스를 흡인할 경우에 측정점의 배출가스 유속과 가스의 흡인속도가 같게 되도록 한 구조와 기능을 갖는 것이다.

주⑵  이 동압은 흡인가스의 유속을 측정하기 위해 조임 기구를 사용할 때는 조임 전후의 평균차압으로 한다.

② 흡인 노즐의 구조

흡인 노즐은 다음의 조건을 만족시키는 것이어야 한다.

㉮ 흡인 노즐은 안과 밖의 가스의 흐름이 흐트러지지 않도록 흡인노즐 내경□은 4□ 이상으로 한다.

㉯ 흡인 노즐의 꼭지점은 30°이하의 예각(銳角)이 되도록 하고 매끈한 반구모양으로 한다.

㉰ 흡인노즐 내외면은 매끄럽게 되어야 한다.

㉱ 흡인노즐에서 먼지 포집부까지의 흡인관은 내면이 매끄럽고 급격한 단면의 변화와 굴곡이 있어서는 안된다,.

평형형 흡인노즐의 구조 및 구성보기를 그림 19에 나타내었다.

□ 정압을 이용하는 경우

□ 동압을 이용하는 경우

비고 D는 흡인노즐 내경□와 같은 것을 사용한다.

그림 19  평형형 흡인노즐의 구조 및 구성

(1.3) 여과지 홀더

4.1.1 ⑸항에 따른다.

(1.4) 고정쇠, 드레인 포집기, 연결관

① 고정쇠

여과지 홀더를 끼우기 위하여 사용하는 것으로 스테인레스강제가 좋다.

② 드레인 포집기

내부에 유리솜을 채운 것으로서 흡인가스에 의한 드레인이 여과지 홀더에 역류하는 것을 방지하기 위하여 사용한다.

③ 연결관

여과지 홀더 또는 드레인 포집기에서 고무관(진공용)에 이르기까지의 연결부이다.

⑵ 가스흡인부

가스흡인부는 배출가스를 흡인하기위한 흡인장치 및 황 산화물에 의한 부식을 막기위한 SO2 흡수병과 미스트제거병으로 구성된다. 가스흡인부에는 배출가스에 흡인유량을 가감하기위한 조절밸브를 적당한 위치에 장치하고 흡인장치의 가스출구 측에는 필요에 따라 유량계를 보호하기 위하여 유분미스트 제거기를 설치한다.

흡인장치에는 연도내의 부압, 먼지 시료 채취장치 각 부분의 저항에 충분히 견딜 수 있고 필요한 속도로서 가스를 흡인할 수 있는 진공펌프, 송풍기 등을 사용한다.

⑶ 흡인유량 측정부

흡인 유량 측정부는 적산유량계(가스미터) 및 면적유량계 또는 차압유량계(差壓流量計) 등의 순간유량계(瞬間流量計)로 구성된다.

원칙적으로 적산유량계는 흡인가스량의 측정을 위하여, 또 순간유량계는 등속흡인 조작을 확인하기 위하여 사용한다.

순간 유량계는 적산유량계로 교정하여 사용한다.

4.2.2 배출가스 온도 측정

배출가스 온도측정은 4.1.4의 규정에 따른다.

4.2.3 매출가스 중의 수분량 측정

⑴ 측 정 점 : 측정점은 3.1에 규정한 측정 단면에서 굴뚝중심에 가까운 곳을 설정한다.

⑵ 측정방법 : 측정방법은 흡습관법(吸濕管法), 응축기법(凝縮技法) 또는 계산법(計算法)에 따른다.

(2.1) 흡습관법

① 측정장치 및 기구 : 흡습관법에 따른 수분량 측정장치는 그림 20에 보기를 든 바와 같이 흡인관(吸引管), 흡습관(吸濕管), 가스흡인장치, 적산유량계9積算流量計, 가스미터) 등으로 구성한다.

㉮ 흡인관

4.1.5 중 흡습관법 ⑴ ① ㉮의 규정에 따른다.

㉯ 흡습관

4.1.5 중 흡습관법 ⑴ ① ㉯의 규정에 따른다.

② 측정방법

4.15 중 흡습관법 ⑴ ②의 규정에 따른다.

그림 20  수분측정장치의 구성

③ 수분량의 계산

배출가스중의 수분량은 습한 가스중의 수증기의 부피 백분율로 표시하고 다음식에 의해 구한다.

㉮ 습식 가스미터를 사용할 때

[eqn: Xw~=~ { { 22.4} over {18 } `ma} over {Vm TIMES { 273} over {273+ theta m } TIMES { Pa+Pm-pV} over {760 }+ { 22.4} over {18 }ma} TIMES 100]

㉯ 건식 가스미터를 사용할 때

[eqn: Xw~=~ { { 22.4} over {18 } `ma} over {V``'m TIMES { 273} over {273+ theta m } TIMES { Pa+Pm} over {760 }+ { 22.4} over {18 }ma} TIMES 100]

Xw	: 습한 배출가스 중의 수증기의 부피 백분율(%)

ma	: 흡습 수분의 질량(ma2-ma1)

Vm	: 흡인한 습한 가스량(습식 가스미터에서 읽은 값)(□)

V'm	: 흡읺나 건조 가스량(건식 가스미터에서 읽은 값)(□)

□m	: 가스미터에서의 흡인 가스온도(℃)

Pa	: 대기압(mmHg)

Pv	: □m에서의 포화 수증기 압(mmHg)

비고 : 물의 포화수증기압은 별표에 의하여 구한다.

(2.2) 응축기법

① 측정장치 및 기구

응축기에 의한 수분량 측정장치는 흡인관, 가스흡인장치, 가스미터 등으로 구성되고 그림 20의 흡습관 대신 그림 21에 표시한 것과 같은 응축기를 연결한다.

그림 21  수분 응축기

② 측정방법

배출가스의 흡인유량은 보통 10~30□/분으로 하고 흡인량은 응축기에 응축된 수분량이 20□이상 되도록 한다.

③ 수분량의 계산

응축된 수분량(mc)의 무게를 달고 다음 식에 의하여 배출가스 중의 수분량을 계산한다.

[eqn: Xw~=~ { Vm TIMES { 273} over {273+ theta m } TIMES { Pv} over {760 }+ { 22.4} over {18 }mc} over {Vm TIMES { 273} over {273+ theta m } TIMES { Pa+Pm} over {760 }+ { 22.4} over {18 }mc } TIMES 100]

Xw	: 습한 배출가스 중의 수증기의 부피 백분율(%)

Pv	: □m에서 포화 수증기압(mmHg)

Pa	: 대기압(mmHg)

Pm	: 가스미터의 가스게이지 압(mmHg)

Vm	: 흡인된 습한 가스량(가스미터에서 읽은 값)(□)

□m	: 가스미터의 흡인가스 온도(℃)

mc	: 응축기에 응축된 수분의 무게(g)

(2.3) 계산에 의해서 구하는 방법

4.1.5 (5-2)의 규정에 따른다.

4.2.4 배출가스의 유속측정

⑴ 측정점

측정점은 3.3의 규정에 의하여 산정한다.

⑵ 유속의 측정방법

배출가스의 동압을 측정하는 기구로서는 피토우관 계수가 정해진 피오투관이나 경사 마노미터 등의 미압계(微壓計)를 사용한다. 측정기구의 보기는 그림 22와 같다.

피토우관의 전압공(全壓孔)을 측정점에서 가스의 흐르는 방향에 수직으로 놓고 동압(動壓)을 측정한다. 각 측정점의 유속은 다음 식에 따라 구한다.

[eqn: V~=~C`` SQRT { { 2gh} over {r } }]

V	: 유속(m/초)

C	: 피토우관 계수

h	: 피토우관에 의한 동압측정치(□/□ 또는 □H2O)

g	: 중력가속도 = 9.81 m/초2

r	: 굴뚝내의 습한 배출가스 밀도(□/□)

비고 : 배출가스 유속의 측정에는 피토우관으로 교정한 풍속계 등의 기체 유속계를 써도 좋다. 단, 배출가스의 성상(온도, 압력 및 조성) 및 굴뚝의 성질에 따라 지시치가 달라질 때는 피토우관에 의한 측정치로 보정한다.

그림 22  피토우관에 의한 배출가스 유속측정

⑶ 배출가스의  정압(精壓) 측정방법

측정기구는 티토우관 또는 정압관 및 V자형 마노미터 또는 미압계(微壓計) 등을 사용하여 각 측정점에서 정압을 측정한다. 단, 측정점의 수는 줄여도 좋다.

⑷ 배출가스의 밀도를 구하는 방법

배출가스 조성으로부터 계산으로 구하든가 가스밀도계에 의한 측정치로 계산한다.

[eqn: &~~gamma = { gamma }_{0 } TIMES { 273} over {273+ theta s } TIMES { Pa+Ps} over {760 } ### &이때 {gamma }_{0}= { 1} over {22.4 TIMES 100 } LEFT { LEFT ( { M}_{1 } { x}_{1 } RIGHT )`+` ( { M}_{2 } { x}_{2 }+……( { M}_{n } { x}_{n }) { 100-Xw} over {100 }+18Xw RIGHT}### &~~~~또는 { gamma }_{ 0} = gamma d { 100-Xw} over {100 }+ { 18} over {22.4 TIMES 100 }18Xw]

여기서 □ = 굴뚝내의 습한 배출가스밀도

(□/□)

□0	= 온도 0℃ 기압 760mmHg로 환산한 습한 배출가스의 밀도(□/□)

□d	= 가스밀도계에 의해 구한 건조 배출가스 밀도(□/□)

Pa	: 대기압(mmHg)

Ps	: 각 측정점에서 배출가스 정압의 평균치(mmHg)

□s	: 각 측정점에서 배출가스 온도의 평균치(℃)

M1M2 …… Mn :  배출가스 각 성분의 분자량

x1, x2 …… xn : 건조 배출가스 각 성분의 부피백분율(%)

Xw	: 습한 배출가스 중의 수증기의 부피백분율(%)

비고 : 일반적으로 고체연료 및 액체연료를 공기를 사용하여 연소시킬 때는 □= 1.30□/□로 하는 것도 좋다.

4.2.5 먼지측정

⑴ 측정준비

① 여과지를 통과하는 가스의 겉보기 유속이 원칙적으로 0.5m/초 이하기 되도록 흡인노즐지름 및 여과지를 선정한다.

② 원통형 또는 원형여과지는 110±5℃에서 충분히 건조하고 데시케이터내에서 실온까지 냉각하여 0.1□까지 정확히 단후 여과지 홀더에 끼운다.

③ 먼지 포집부, 가스흡인부, 흡인유량측정부의 연결부분을 연결한다.

⑵ 시료채취

① 3.3과 같이 측정점수를 결정한다.

② 4.2.2와 같이 배출가스의 온도를 측정한다.

③ 4.2.3와 같이 배출가스 중의 수분량을 측정한다.

④ 4.2.4와 같이 배출가스의 유속을 측정한다.

⑤ 흡인노즐을 측정점까지 끼워넣고 처음앤 배출가스가 흐르는 역방향으로 두었다가 흡인을 시작할 때 배출가스가 흐르는 방향으로 돌려 편차를 10℃ 이하로 한다.

⑥ 배출가스의 흡인은 흡인노즐으로부터 흡인되는 가스의 유속과 측정점의 배출가스 유속이 일치하도록 등속흡인을 행한다.

㉮ 보통형 흡인 노즐을 사용할 때 등속흡인을 위한 흡인유량은 다음 식에 의하여 구한다.

[eqn: qm= { pi } over {4 } { d}^{2 }v LEFT ( 1- { Xw} over {100 } RIGHT ) { 273+ theta w} over {273+ theta s } TIMES { pa`+`ps} over {pa+pm-pv } TIMES 60 TIMES { 10}^{-3 }]

qm	: 가스미터에 있어서의 등속 흡인유량(□/분)

d	: 흡인노즐의 내경(□)⑶

v	: 배출가스 유속(m/초)

Xw	: 습한 배출가스 중의 수중기의 부피 백분율(%)

□m	: 가스미터의 흡인가스온도(℃)⑷

□s	: 배출가스온도(℃)

pa	: 대기압(mmHg)

ps	: 측정점의 정압(mmHg)

pm	: 가스미터의 흡인가스 게이지압(mmHg)

pv	: □m의 포화수증기압(mmHg)

(주) ⑶ d의 선정은 4.2.5 ⑴ ①에 따른다.

⑷ □m 및 pm은 4.2.3 ⑵ (2·1) 또는 4.2.3 ⑵ (2·2)의 값을 이용하여도 좋다.

㉯ 등속흡인 정도를 알기 위해서 다음 식에 의해 구한 값이 95~110% 범위여야 한다.

[eqn: I(%)= { Vm} over {qm TIMES t} TIMES 100]

I	: 등속계수(%)

Vm	: 흡인가스량(습식가스미터에서 읽은 값)(□)

qm	: 가스미터에 있어서의 등속 흡인유량(□/분)

t	: 가스 흡인시간(분)

⑦ 흡인 가스량은 원칙적으로 포집량이 원형 여과지일 때 포집면적 1□당 1□정도, 원통여과지일 때는 전 포집량이 20□정도 되도록 한다.

⑧ 배출가스를 흡인한 후에는 흡인을 중단하고 흡인노즐을 다시 역방향으로 한후 속히 굴뚝 밖으로 끄집어 낸다

먼지포집기 뒤쪽의 배관은 그때까지 떼어서는 안된다. 단, 굴뚝내의 부압이 클때는 흡이노즐을 반대 방향으로 향한채 흡인량을 측정하고 흡인펌프를 작동시킨채 신속히 흡인노즐을 꺼내고 정지시킨다.

⑨ 시료 채취가 끝나면 흡인관을 빼내고 방냉한 후 노즐 주변의 먼지를 닦아낸다.

⑩ 흡인관과 여과지 홀도를 분리하고 먼지가 포집된 여과지는 시료보관병에 보관한다.

⑶ 시료분석

① 시료를 110±5℃로 충분히 건조하고 메시케이터내에서 실온까지 냉각하여 무게를 0.1□까지 정확히 단다.

② 바탕시험은 측정준비시 평량된 여과지를 ①항과 동일하게 행한다.

③ 포집된 먼지량은 다음과 같이 구한다.

포집된 먼지량 = 먼지포집전후의 여가지 무게차

± 바탕시험에 사용된 여과지 무게차

4.2.6 먼지농도의 계산

⑴ 흡인가스유량 측정방법

흡인가스 유량의 측정은 원칙적으로 4.2.1 ⑶에 규정한 적산유량계(가스미터) 및 순간유량계(면적유량계, 차압유량계 등)을 사용한다.

① 흡인시간을 확인하기 위하여 흡인개시 및 종료시각을 기록한다.

② 흡인시작 및 종료시에 있어서 가스미터의 눈금을 0.1□까지 읽어둔다.

③ 흡인시간 중 가스미터에 있어서 흡인가스온도 및 압력을 측정한다.

④ 표준상태에서 흡인한 건조 가스량은 다음 식으로 구한다.

㉮ 습식 가스미터를 사용할 경우

[eqn: {V``'}_{n}=Vm TIMES { 273} over {273+ theta m } TIMES { pa+pm-pv} over {760 } TIMES { 10}^{-3 }]

㉯ 건식 가스미터를 사용할 경우

[eqn: {V``'}_{n}=Vm TIMES { 273} over {273+ theta m } TIMES { pa+pm} over {760 } TIMES { 10}^{-3 }]

V'	: 표준상테에서 흡인한 건조 가스량(□)

Vm	: 흡인가스량(습식가스미터에서 읽은 값)(□)

V□m	: 흡인가스량(건식가스미터에서 읽은 값)(□)

□m	: 가스미터의 흡인가스온도(℃)

pa	: 대기압(mmHg)

pm	: 가스미터의 가스의 게이지압(mmHg)

pv	: □m에서 포화수증기압(mmHg)

⑤ 면적유량계나 차압유량계를 사용하여 흡인가스 유량을 측정할 때는 그유량계의 유량측정 방법에 규정한 대로 측정한다.

⑵ 각측정점의 먼지농도

배출가스중의 먼지농도는 표준상태(0℃, 760mmHg)으로 환선한 배출가스 15□중에 포함되어 있는 먼지의 무게로 표시하며 다음 식에 의하여 구한다.

[eqn: { C}_{N }= { md} over { { V``'}_{N } }]

CN	: 건조배출가스중의 먼지농도(g/S□)

md	: 포집된 먼지의 무게(g)

V'N	: 표준상태의 흡인건조 배출가스량(S□)

⑶ 전체단면의 건조 배출가스 중의 평균 먼지농도

구분한 각 단면의 먼지농도로부터 다음 식에 의하여 구한다.

[eqn: BAR { C}_{N } = { { Cn}_{1 } CDOT { A}_{1 } CDOT { V}_{1 } + { Cn}_{2 } CDOT { A}_{2 } CDOT { V}_{2 } + …… + { Cn}_{n } CDOT { A}_{n } CDOT { V}_{n }} over { { A}_{1 } CDOT { V}_{1 } + { A}_{2 } CDOT { V}_{2 }+……+ { A}_{n } CDOT { V}_{n }}]

Cn	전체단면의 평균면지농도(g/S□)

Cn1·Cn2……CNn	: 각 단면의 먼지농도(g/S□)

A1·A2……An	: 각 단면의 면적(□)

V1·V2……Vn	: 각 단면의 가스유속(m/초)

비고 : 이동채취방법으로 측정한 전체단면적의 평균먼지 농도는 이것에 준하여 계산한다.

4.2.7 측정치의 기록

이상의 방법에 의하여 측정 또는 계산하여 얻은 결과는 다음과 같이 정리하여 기록해 두어야 한다.

⑴ 측정일시

⑵ 측정대상의 조건

① 발생원의 종류

② 발생원의 상황

③ 측정위치

④ 굴뚝의 형상 및 대략치수

⑤ 측정점의 수 및 위치

⑶ 배출가스의 조건

① 배출가스 온도(□s)

② 배출가스 수준량(Xw)

③ 배출가스 정압(Ps)

④ 배출가스 유속(v)

⑤ 배출가스의 유량(Vm)

⑥ 건조가스의 유량

⑷ 먼지시료 채취조건

① 먼지 포집기의 종류, 재질, 치수

② 먼지농도 측정방법(채취방법, 흡인노즐, 먼지포집부의 배치, 먼지의 건조조건)

③ 등속흡인유량(qm)

④ 흡인시간(t)

⑤ 흡인 가스량(Vm)

⑥ 흡인포집 먼지량(md)

⑸ 먼지 농도(Cn)

⑹ 먼지 유량(S)

⑺ 측정자 성명

(별표 1)                 물 의 포 화 수 증 기 압

단위 : mmHg

온도 ℃	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25	4.581 4.925 5.292 5.681 6.098 6.540 7.010 7.510 8.042 8.606 9.205 9.840 10.51 11.23 11.98 12.78 13.63 14.53 15.47 16.47 17.53 18.65 19.82 21.07 22.38 23.76	4.615 4.961 5.329 5.722 6.141 6.586 7.059 7.562 8.097 8.665 9.267 9.906 10.58 11.30 12.06 12.87 13.72 14.62 15.57 16.58 17.64 18.76 19.95 21.19 22.51 23.90	4.648 4.997 5.368 5.763 6.184 6.632 7.108 7.614 8.152 8.723 9.239 9.972 10.65 11.38 12.14 12.95 13.81 14.71 15.67 16.68 17.75 18.88 20.07 21.32 22.65 24.04	4.682 5.033 5.406 5.804 6.227 6.678 7.157 7.666 8.208 8.782 9.392 10.04 10.72 11.45 12.22 13.03 13.89 14.81 15.77 16.79 17.86 18.99 20.19 21.45 22.78 24.18	4.716 5.069 5.445 5.845 6.271 6.725 7.207 7.719 8.263 8.841 9.455 10.10 10.79 11.52 12.30 13.12 13.98 14.90 15.87 16.89 17.97 19.11 20.31 21.58 22.92 24.33	4.750 5.105 5.484 5.886 6.315 6.772 7.257 7.772 8.320 8.901 9.518 10.17 10.87 11.60 12.38 13.20 14.07 14.99 15.97 17.00 18.08 19.23 20.44 21.71 23.06 24.47	4.735 5.142 5.523 5.928 6.360 6.819 7.307 7.825 8.377 8.961 9.582 10.24 10.94 11.68 12.46 13.29 14.16 15.09 16.07 17.10 18.19 19.35 20.56 21.84 23.19 24.62	4.820 5.179 5.562 5.970 6.404 6.866 7.357 7.879 8.433 9.021 9.646 10.31 11.01 11.75 12.54 13.37 14.25 15.18 16.17 17.21 18.31 19.46 20.69 21.98 23.33 24.76	4.855 5.216 5.602 6.012 6.449 6.914 7.408 7.933 8.491 9.082 9.710 10.38 11.08 11.83 12.62 13.46 14.34 15.28 16.27 17.32 18.42 198.58 20.81 22.11 23.47 24.91	4.890 5.254 5.642 6.055 6.494 6.962 7.459 7.987 8.548 9.143 9.775 10.45 11.15 11.91 12.70 13.54 14.43 15.38 16.37 17.42 18.53 19.70 20.94 22.24 3.61 25.06

온도 ℃	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50	25.21 26.74 28.35 30.04 31.83 33.70 35.67 37.73 39.90 42.18 44.57 47.08 49.70 52.45 55.34 58.36 61.52 64.82 68.28 71.90 75.67 79.63 83.75 88.06 92.56	25.36 26.90 28.52 30.22 32.01 33.89 35.87 37.95 40.13 42.41 44.82 47.33 49.97 52.74 55.63 58.67 61.84 65.16 68.64 72.27 76.06 80.03 84.17 88.50 93.02	25.51 27.05 28.68 30.39 32.19 34.08 36.07 38.16 40.35 42.65 45.06 47.59 50.24 53.02 55.93 58.98 62.17 65.50 68.99 72.64 76.45 80.44 84.60 88.94 93.48	25.66 27.21 28.85 30.57 32.38 34.28 36.28 38.37 40.58 42.89 45.31 47.85 50.51 53.31 56.23 59.29 62.49 65.84 69.35 73.01 76.84 80.84 85.03 89.39 93.95	25.81 37.37 29.02 30.75 32.56 34.47 36.48 38.59 40.80 43.12 45.56 48.11 50.79 53.59 56.53 59.60 62.82 66.19 69.71 73.39 77.23 81.25 85.45 89.84 94.41	25.96 27.53 29.19 30.92 32.75 34.67 36.69 38.81 41.03 43.36 45.81 48.37 51.06 53.88 56.83 59.92 63.15 66.53 70.07 73.77 77.63 81.67 85.88 90.29 94.88	26.12 27.70 29.36 31.10 32.94 34.87 36.89 39.0241.26 43.60 46.06 48.64 51.34 54.17 57.13 60.24 63.48 66.88 70.43 74.15 78.03 82.08 86.31 90.74 95.35	26.27 27.86 29.53 31.28 33.13 35.07 37.10 39.24 41.49 43.84 46.31 48.90 51.62 57.46 57.44 60.55 63.81 67.23 70.80 74.53 78.43 82.49 86.74 91.19 95.82	26.43 28.02 29.70 31.46 33.32 35.27 37.31 39.46 41.72 44.08 46.56 49.17 51.89 54.75 57.74 60.87 64.15 67.58 71.16 74.91 78.82 82.91 87.18 91.64 96.29	26.58 28.18 29.87 31.64 33.51 35.47 37.52 39.38 41.95 44.33 46.82 49.43 52.17 55.04 58.05 61.19 64.49 67.93 71.53 75.29 79.22 83.33 87.62 92.10 96.77

제 2 항  비  산  먼  지

1. 적용범위

이 시험방법은 시멘트 공장, 전기아크로를 사용하는 철강공장, 연탄공장, 석탄야적장, 도정공장, 골재공장 등 특정 발생원에서 일정한 굴뚝을 거치지 않고 외부로 비산되거나 물질의 파쇄, 선별, 기타 기계적 처리에 의하여 비산 배출되는 먼지의 측정방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 하이볼륨에어샘플로(High Volume Air Sampler)법

이 방법은 대기중에 비산 또는 부유하는 먼지를 하이볼륨에어샘플러를 사용하여 여과지 위에 포집하여 중량농도를 구하는 방법이다.

2.2 불투명도법

이 방법은 건물로 부터 일정한 배출구를 거치지 않고 외부로 배출되는 입자상물질에 대한 불투명도 값을 측정하는 방법이다.

3. 하이볼륨에어샘플러법

3.1 시료채취방법

3.1.1 시료채취 정치 구성

제4장 제1절 4.1.2에 따른다.

3.1.2 장소 및 위치선정

시료채취장소는 원칙적으로 측정하려고 하는 발생원의 부지경계선상에 선정하며 풍향을 고려하여 그림 1과 같이 그 발생원의 비산먼지 농도가 가장 높을 것으로 예상되는 지점 3개소 이상을 선정한다.

그림 1  시료채취 장소의 선정

이때 시료채취 위치는 부근에 장애물이 없고 바람에 의하여 지상의 흙모래가 날리지 않아야 하며 기타 다른 원인에 의하여 영향을 받지 않고 그 지점에서의 비산먼지농도를 대표할 수 있는 위치를 선정한다.

따로 풍상방향(風上方向)에 대상 발생원의 영향이 없을 것으로 추측되는 곳에 대조위치를 선정한다.

3.1.3 장치의 설치

제4장 제2절 2.2에 따른다.

3.1.4 채취 시간

시료채취는 1회 1시간이상 연속 체취한다. 다음과 같은 경우에는 원칙적으로 시료채취를 하지 않는다.

① 대상발생원의 조업이 중단되었을 때

② 비나 눈이 올 때

③ 바람이 거의 없을 때(풍속이 0.5m/초 미만일 때)

④ 바람이 너무 강하게 불 때(풍속이 10m/초 이상일 때)

채취조작

⑴ 포집전 여지의 칭량

제4장 제1절 4.1.4 ⑴에 따른다.

⑵ 먼지의 포집

제4장 제1절 4.1.4 ⑵에 따른다.

⑶ 채취유량의 계산

제4장 제1절 4.1.4 ⑵ ⑦에 따른다.

⑷ 포집후 여지의 청량

제4장 제1절 4.1.4 ⑶에 따른다.

⑸ 풍향풍 속의 측정

따로 시료채취를 하는 동안에 따로 그 지역을 대표할 수 있는 지점에 풍향풍속계를 설치하여 전 채취시간 동안의 풍향풍속을 기록한다. 단, 연속기록 장치가 없을 경우에는 적어도 10분 간격으로 같은 지점에서의 3회 이상 풍향풍속을 측정하여 기록한다.

3.2 먼지농도의 계산

측정하려고 하는 발생원으로부터 비산되는 먼지 농도는 다음과 같은 방법으로 계산한다.

3.2.1 포집된 먼지의 농도계산

제4장 제2절 제4항 3.1.5 ⑸에 따른다.

3.2.2 비산먼지 농도의 계산

각 측정지점의 포집먼지량과 풍향풍 속의 측정결과로부터 비산먼지의 농도를 구한다.

비산먼지농도 : C = (CH -CB)  × WD × WS

CH : 포집먼지량이 가장 많은 위치에서의 먼지농도(□/□)

CB : 대조위치에서의 먼지농도(□/□)

WD, WS :  풍향, 풍속 측정결과로부터 구한 보정계수

단 대조위치를 선정할 수 없는 경우에는 CB는 0.15□/□로 한다. 또 풍향, 풍속 보정계수(WD, WS)는 다음과 같이 구한다.

⑴ 풍향에 대한 보정

풍 향 변 화 범 위	보 정 계 수
전 시료채취 기간중 주 풍향이 90°이상 변할 때 □ 45°~90°변할 때 □ 풍향이 변동이 없을 때(45°미만)	1.5 1.2 1.0

⑵ 풍속에 대한 보정

풍 향 변 화 범 위	보 정 계 수
풍속이 0.5m/초 미만 또는 10m/초 이상되는 시간이 전 채취시간의 50% 미만일 때 풍속이 0.5m/초 미만 또는 10m/초 이상되는 시간이 전 채취시간의 50% 이상일 때	1.0 1.2

(풍 속의 변화 범위가 위 표를 초과할 때는 원칙적으로 다시 측정한다.)

3.3 유량계의 교정

제4장 제1절 4.1.5에 따른다.

3.4 주의사항

제4장 제1절 4.1.6에 따른다.

4. 불투명도법

4.1 측정위치

제3장 제2절 제24항 3의 매연 측정방법에 따라 전기 아크로를 사용하는 철강공장에서 입자성 물질이 건물로부터 제일 많이 새어나오는 곳을 대상으로 하여 측정한다. 이때 태양은 측정자의 좌측 또는 우측에 있어야 하고 측정자는 건물로부터 배출가스를 분명하게 관측할 수 있는 거리에 위치해야 한다.

(그 거리는 아무리 멀어도 1□를 넘지 않아야 한다.)

4.2 측정방법

전기 아크로의 출강에서 다음 출강 개시전까지를 링겔만 매연농도표 또는 매연 측정기(Smoke Scope)를 이용하여 30초 간격으로 비탁도를 측정한 다음 불투명도 측정용지(별지서식)에 기록한다. 비탁도는 최소 0.5도 단위로 측정값을 기록하며 비탁도에 20%를 곱한 값을 불투명도 값으로 한다.

[별지서식]

불투명도 측정용 기록지

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□

업  소   명

장       소

일       자

관측자 성명

측정위치로부터의 거리

시	분	초				시	분	초				시	분	초				시	분	초
		0		30				0		30				0		30				0		30
		도	%	도	%			도	%	도	%			도	%	도	%			도	%	도	%
	0						15						30						45
	1						16						31						46
	2						17						32						47
	3						18						33						48
	4						19						34						49
	5						20						35						50
	6						21						36						51
	7						22						37						52
	8						23						38						53
	9						24						39						54
	10						25						40						55
	11						26						41						56
	12						27						42						57
	13						28						43						58
	14						29						44						59

제 3 항  암  모  니  아

1. 적용범위

이 시험방법은 화학반응 등에 의하여 굴뚝등에서 배출되는 배출가스 중의 암모니아를 분석하는 방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 인도 페놀법

분석용 시료용액에 페놀-니트로프루시드 나트륨 용액과 차아염소산 나트륨용액을 가하고 암모늄이온과 반응하여 생성하는 인도 페놀류의 흡광도를 측정하여 암모니아를 정량한다. 이 방법은 시료채취량 20□인 경우 시료중의 암모니아의 농도가 약 1ppm 이상인 것의 분석에 적합하다. 또한 암모니아의 농도가 10ppm 이상인 것에 대하여는 가스 채취량을 줄이던가 또는 분석용 시료용액을 흡수액으로 적당히 묽게하여 분석한다.

이 방벙은 암모니아 농도에 대하여 이산화질소가 100배이상, 아민류가 수십배 이상, 아황산가스 10배 이상, 황화수소가 같은 양 이상 각각 공존하지 않는 경우에 적합하다.

2.2 중화적정법

분석용 시료용액을 황산으로 적정하여 암모니아를 정량한다.

이 방법은 시료채취량 40□인 경우 시료중의 암모니아의 농도가 약 100ppm 이상인 것의 분석에 적합하다.

또 이 방법은 다른 염기성 가스나 산성가스의 영향을 무시할 수 있는 경우에 접합하다.

3. 시료채취방법

3.1 시료채취 위치

시료의 채취취치는 대표적인 가스가 채취되는 점, 예컨대 가스의 유속이 심하게 변화하지 않고 먼지가 쌓이지 않으며 수분이 적은 곳을 선정해야 한다.

3.2 시료채취장치

시료 채취장치는 다음 조건을 구비한 것으로 그 구성은 그림1과 같다.

A	: 시료채취관	I	: 흡인펌브

B	: 보 온 재	J	: 습식 가스미터(1회전 1~5□)

C	: 히 이 터	K	: 온 도 계

D	: 여 과 재⑴	L	: 압 력 계

E	: 흡수병(용량 약 250□)	M	: 구면 갈아맞춤

F	: 3방 콕크	N	: 콕   크

G	: 건조제(입상실리카겔 또는 염화칼슘)	O	: 여과판 또는 여과구

H	: 바이패스용 세척병⑵	P	: 트    랩

주⑴ 여과재로는 유리섬유여과지 또는 유리여과기를 쓴다.

⑵ 바이패스용 세척병에는 황산(10%)를 적당량 넣는다.

그림 1  시료채취장치의 구성

⑴ 시료채취관은 배출가스중의 암모니아 공존 성분에 의하여 부식되지 않는 재질, 예컨대 유리관, 스테인레스강관, 석영관 및 불소 수지관 등을 쓴다.

⑵ 가스중에 먼지가 섞여 들어가는 것을 막기위하여 시료채취관의 적당한 곳에 여과지⑴를 넣는다.

⑶ 배관중에 수분이 응축할 염려가 있을 때에는 시료채취관으로부터 흡수병에 이르는 사이를 120℃이상 가열하여야 한다.

⑷ 가열부분에 있어서의 배관의 접속에는 채취관과 같은 재질 또는 실리콘 고무관을 쓴다.

4. 시료의 흡수 및 분석용 시료용액의 조제

4.1 시료의 흡수

⑴ 여과관 또는 여과구(濾過球)가 붙은 흡수병 1개 이상을 준비하고 각각에 흡수액으로 붕산용액(0.5%) 50□를 넣는다.

⑵ 흡수병은 될 수 있는 대로 채취위치 가까이에 놓는다.

⑶ 흡수병에 시료를 도입하기 전에 바이패스를 써서 배관속을 시료로 충분히 치환해 주어야 한다.

⑷ 시료의 흡인속도는 1~2□/분 정도로 한다.

채취하는 가스량은 배출가스중의 암모니아 농도에 따라서 증감한다.

4.2 분석용 시료 용액의 조제

시료의 흡인이 끝난후 전체 흡수병 속의 용액을 비이커에 옮겨 담고 가열부분 이외의 채취관과 흡수병을 흡수액으로 씻어 비이커 중의 용액에 합한후 250□ 매스플라스크에 옮겨 담는다. 흡수액을 가하여 250□로 하고 이 용액을 분석용 시료용액으로 한다.

5. 분석방법

51 인도 페놀법

5.1.1 시  약

⑴ 페놀 - 니트로프루시드 나트륨 용액 : 페놀 5g과 니트로프루시드 나트륨(Sodium Nitroprursside) 25□을 물에 녹여서 500□로 한다. 차고 어두운 곳에 보관하면 1개월간은 안전하다.

⑵ 차아 염소산 나트륨 용액 : 차아염소산 나트륨 용액(유효염소 3~10%) 100/C(C:유효염소 %)□와 수산화나트륨 15g을 물에 녹여서 1□로 한다. 이 용액은 사용시에 조제한다.

⑶ 암모니아 표준액 : 130℃에서 건조한 황산 암모늄 2.9498g을 취하고 물에 녹여 1□로 한다. 이 용액을 다시 흡수액으로 1,000배로 물게 하여 암모니아 표준액으로 한다. 이 암모니아 표준액 1□는 NH3 0.001□(0℃, 760mmHg)에 상당한다.

5.1.2 시험방법

분석용 시료용액과 암모니아 표준액 10□씩을 유리마개가 있는 시험관에 취하고 여기에 페놀 - 니트로프루시드 나트륨용액 5□씩을 가하고 잘 흔들어 저은 다음 차아염소산 나트륨 용액 5□씩을 가한 다음 마개를 하고 조용히 흔들어 섞는다.

액온을 25~30℃에서 1시간 방치한 다음 10□의 셀에 옮기고 광전분광광도계 또는 광전광도계로 640nm 부근의 파장에서 흡광도를 측정한다. 대조액으로는 흡수액 10□를 본문과 같이 조작한 것을 쓴다.

5.1.3 계   산

다음식에 따라서 시료중의 암모니아의 농도를 계산한다.

[eqn: &C`=` { 0.001 TIMES { A} over {As } TIMES 250 } over {Vs } TIMES 1,000## &C``'`=`C TIMES { 1} over {1,000 }]

C	: 암모니아의 농도(ppm)

C'	: 암모니아의 농도(V/V%)

A	: 분석용 시료용액의 흡광도

As	: 표준액의 흡광도

Vs	: 건조시료 가스량(□)

참고 : 이 방법은 다음의 반응에 의한 발색을 이용하여 암모니아를 정량하는 것이다.

NH3 + NaOCl □ NA2Cl + NaOH

NA2C l+       - OH + 2NaOCl □ Cl - N =      = O + 2NaCl + 2H2O

HO -      + Cl - N=      = O □ HO -      N = O + HCl

HO -      - N =      = O □ O- -     - N =      = O + H+(인도 페놀 블루우)

5.2 중화적정법

5.2.1 시   약

⑴ N/10 황산 : 물 약 1□에 진한 황산 3□를 서서히 가하여 섞고 다음과 같이 표정하여 사용한다.

표정 : 무수탄산나트륨(용량분석용 표준시약) 1~1.5g을 백금 접시에 넣고 500~650℃에서 40~50분간 가열한 후 데시케이터 속에서 식히고 그 무게를 정확히 단다.

이를 물에 녹여 250□ 메스플라스크에 옮겨 넣고 물로 표선까지 채운다. 이 용액 25□를 200□ 코니칼 비이커에 분취하고 브롬페놀블루우지시약(Brom Phenol Blue 0.10g을 에틸알코올 20□에 녹여 물을 가하여 100□로 한 것) 2~3방울을 가하고 위에서 만든 N/황산으로 적정한다. 종말점 가까이에서 끓여서 탄산을 제거하고 식힌후 적정하여 액의 색이 청색에서 황색으로 변하는 것을 종말점으로 한다.

다음식에 의하여 역가를 구한다.⑶

[eqn: f`=` { W TIMES { 25} over {250 } } over {V``' TIMES 0.0053 }]

f	: N/10 황산의 역가(Factor)

W	: 탄산 나트륨의 양(g)

V'	: 표정에 사용한 N/10 황산의 양(□)

0.0053	: N/10 황산 1□의 탄산나트륨 상당량(g)

주⑶  표정할 때에 탄산나트륨을 사용하는 대신에 N/10 수산화 나트륨 용액을 사용하여도 좋다. 이 때는 먼저 N/10 수산화나트륨용액의 역가를 구해두어야 한다.

⑵ 혼합 지시약 : 다음의 ①과 ②의 용액을 사용직전에 부피비 2:1로 섞는다, 이액은 갈색병에 저장한다.

① 메틸레드 01g을 에틸알코올(95V/V%) 100□에 녹인 것.

② 메틸렌 블루우 01g을 에틸알코올(95V/V%) 100□에 녹인 것.

5.2.2 시험방법

4.2에서 조제한 분석용 시료용액 V□(통상 50~100□)를 비이커에 분취하고 혼합지시약 몇 방울을 가한 다음 0.1N 황산으로 약간 적자색이 될 때까지 적정한다.

별도로 흡수액 V□에 대하여 바탕시험을 한다.

5.2.3 계   산

다음식에 따라서 시료중의 암모니아의 농도를 계산한다.

[eqn: &C`=` { 2.24 TIMES (a-b) TIMES f TIMES { 250} over {V } } over {Vs } TIMES 1,000## &C``'`=`C TIMES { 1} over {10,000 }]

C	: 암모니아의 농도(ppm)

C'	: 암모니아의 농도(V/V%)

a	: N/10 황산의 소비량(□)

b	: 바탕시험에 의한 N/10 황산의 소비량(□)

f	: N/10 황산의 역가

Vs	: 건조시료 가스량(□)

V	: 분석용 시료용액의 채취량(□)

제4항  일산화탄소

1. 적용범위

이 시험법은 연료의 연소, 금속제련 또는 화학반응 공정 등에서 배출하는 굴뚝 배출가스 중의 일산화탄소를 분석하는 방법에 대해서 규정한다.

2. 분석방법의 종류와 개요

분석방법의 종류와 개요는 표 1과 같다.

표 1  분석방법의 종류 및 개요

분석방법의 종류	개 요
	요 지	정 량 범 위	비 고
비분산 적외선 분석법	비분산 적외선 분석계를 이용 해서 일산화탄소 농도를 구한다.	0∼250ppm부터 0∼1 %	연속 측정하는 경우와 포집용백을 이용하는 경우도 있다.
정전위 전해법	정전위 전해분석계를 이용해서 일산화탄소 농도를 구한다.	0∼20ppm부터 0∼3 %	탄화수소, 황산화물, 황화수소 및 질소산화물과 같은 방해성분의 영향을 무시할수 없는 경우에는 흡착관을 이용하여 제거한다. 연속 측정하는 경우와 포집용백을 이용하는 경우도 있다.
가스크로마토그래피법	열전도도 검출기(TCD) 또는 메탄화 반응장치 및 수소불꽃이온화 검출기(FID)를 구비한 기체 크로마토그래프를 이용하여 절대 검량선법에 의해 일산화탄소 농도를 구한다	TCD: 0.1%이상 FID:0∼2000ppm

3. 시료의 채취점 및 채취위치

분석용 시료의 채취점 및 채취위치는 제3장 제1절 제1항에 따라 행하며 대표적인 시료가 채취되는 점, 예컨대 가스의 유속이 심하게 변하지 않는 위치를 선정하여야 한다.

4. 분석방법

4.1 비분산 적외선 분석법(연속분석방법)

4.1.1 장치

(1) 시료가스 채취장치

제3장 제1절 제1항 3 및 [그림 10](a)의 시료 채취장치를 사용한다.

(2) 비분산 적외선 분석계

제2장 제5항의 비분산 적외선 분석계에서 일산화탄소 전용인 것을 사용한다.

4.1.2  연속분석계의 취급요령

제3장 제1절 제1항 4.3.4 취급법에 따른다.

4.2 비분산 적외선 분석법(포집용백에 의한 방법)

4.2.1  장치

(1) 시료가스 채취장치

다음의 4.4.2 (1)□에 따른다.

단 건조관에는 실리카겔, 합성 제올라이트 등의 건조제를 충전한 기구를 사용한다.

(2) 비분산 적외선 분석계

앞의 4.1.1 (2)에 따른다.

4.2.2 시료가스 채취방법

다음의 4.4.3 (2)에 따른다.

4.2.3 조작방법

시료를 채취한 포집용백을 계측기의 유로 변환밸브에 접속한 후 포집용백 내부의 가스가 계측기의 펌프에 의하여 흡인 되도록 한다. 계측기가 안정한 시점에서 지시치를 측정범위의 최대 눈금값의 1/100까지 읽어 주며, 유효숫자 2자리수에서 반올림하여 측정치로 한다.

4.3 정전위 전해법

4.3.1  원  리

가스 투과성 격막을 통해서 전해조 중의 전해질에 확산 흡수된 일산화탄소를 정전위 전해법에 의해서 산화시키고, 그 때에 생기는 전해 전류를 이용하여, 시료중에 포함된 일산화탄소의 농도를 연속적으로 측정한다.

CO + H2O → CO2 + 2H+  + 2e-

비고 : 이 계측기는 소형 경량으로서 이동 측정에 적합하다.

이 방법의 검출기는 사용조건에 따라 전해셀을 6개월 - 1년마다 교환, 재생할 필요가 있다.

4.3.2 간섭 성분의 영향

프로판 100ppm의 간섭영향 시험용 가스를 도입하였을 때 그 영향이 1ppm 이하 이어야 한다. 단, 0-10ppm 측정범위에서는 0.5ppm이하로 한다.

4.3.3 성능

주요성능은 다음과 같다.

(1) 측정범위 : 측정범위는 최고 3%로 한다.

(2) 재현성 : 재현성은 측정범위 최대 눈금값의 ±2% 이내로 한다.

(3) 드리프트 : 고정형은 24시간, 이동형은 4시간 연속 측정하여 제로 드리프트 및 스팬 드리프트는 어느 것이나 최대 눈금값의 ±2% 이내로 한다.

(4) 응답시간 : 90% 응답 시간은 2분 30초 이내로 한다.

(5) 지시오차 : 최대 눈금값의 ±5% 이내로 한다.

(6) 시료가스 유량 변화에 따른 안정성 : 최대 눈금값의 ±2% 이내로 한다.

(7) 전압 변동에 대한 안정성 : 최대 눈금값의 ±1% 이내로 한다.

4.3.4  구  성

계측기는 그림 1과 같이 시료 채취부, 분석부 및 지시 기록계 등으로 구성되고, 검출기는 그림 2와 같이 가스 투과성 격막, 작용전극 및 기준전극 등을 갖춘 전해조, 정전위전원, 증폭기 등으로 구성된다.

배출         분석부

▲

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□                       배기가스  □□□□□□□□□□□□□ □    □□□□□□□□□□□□□□□  □□□□□□□□□□□□  □  □□□□□□□□□□□□□□

□□□□□□□♤ □시료 채취부 □□□□♤ □검 출 부□□□□증 폭 부□□□□□□□지시 기록계□

□□□□□□□□□□□□□□ □    □□□□□□□□□□□□□□□  □□□□□□□□□□□□  □  □□□□□□□□□□□□□□

□   □□□□□□□□□□□□□□□                □

□   □ 정전위전원  □                □

□   □□□□□□□□□□□□□□□                □

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□

그림 1  정전위 전해식 일산화탄소 계측기 구성

시료가스 □       △ 배출

□       □

□▽□    □□ □

□□□□□□  □□□□□□  □□□□□□

□ 가스 투과성 격막   □

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□

□□□□□□□□□  □   □□□□□□□□□□□□□    □      □□□□□□□□□□□

□       □□□□□□□□ 작용전극  □□□□□□□□□♤ □         □

□정전위 □  □   □□□□□□□□□□□□□    □      □증 폭 기 □□□□□♤ 지시 기록계

□ 전원  □  □   □□□□□□□□□□□□□    □      □         □

□       □□□□□□□□ 기준전극  □□□□□□□□□♤ □         □

□□□□□□□□□  □   □□□□□□□□□□□□□    □      □□□□□□□□□□□

□                    □

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□                                                                      전 해 셀

그림 2.  정전위 전해식 일산화탄소 검출기 구성

4.3.5 분석계

(1) 전해조

① 가스 투과성 격막 : 가스 투과성 격막은 전해조 중의 전해액의 유출이나 증발을 방지하고 또한 가스 투과성을 이용하여 간섭 성분의 영향을 감소시키는 것으로서 일산화탄소의 투과성이 우수한 합성 고분자막을 사용한다.

② 작용전극 : 작용전극은 전해액 중에 흡수 확산된 일산화탄소를 그의 산화 전위에서 산화하여 그 농도에 대응한 전해 전류를 발생시키는 전극으로 일반적으로 백금(Pt)등의 전극을 사용한다.

③ 기준전극 : 기준전극은 전해조 중에서 작용전극과 한쌍의 전기회로를 구성하고, 일산화탄소의  정전위 전해에 필요한 산화 전위를 작용전극에 공급하기 위한 기준이 되는 전극이다.

④ 전 해 액 : 전해액은 가스 투과성 격막을 투과한 가스를 흡수하는 것으로 일반적으로 산성용액을 사용한다.

(2) 정전위 전원 : 정전위 전원은 작용전극에 일정한 직류 전원을 공급하기 위한 것이다.

4.4  가스크로마토 그래프법

4.4.1  가스류

가스류는 다음과 같다.

(1) 표준가스 : 한국공업규격기준(KSM-1013)의 규정에 의한 기준 표준가스를 사용한다.

(2) 운반가스, 연료가스 및 조연가스 : 순도 99.9% 이상의 헬륨, 질소 또는 수소를 사용한다.

4.4.2 장치

(1) 시료가스 채취장치 : 주사통법과 포집용백을 이용한다.

□ 주사통법 : 내용량 100m□의 코크가 있는 가스밀봉 주사통(gas tight syringe)을 사용한다.

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□

□                 □         P    □□□□□□□    □□□□□□□

□□□□□□□□□□□□□    □□□□□□□□□□□          □ 세  □    □흡인 □

□ 채 취 관 □□□ □□□□ 도   관 □□□□□ □□□□□ 정  □□□□□□     □□□□□□♤

□□□□□□□□□□□□□     □□□□□□□□□□□ □□□□□□   □ 병  □    □펌프 □

□                 □      □ 주 □   □□□□□□□    □□□□□□□

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□      □ 사 □

보온 또는 가열        □ 통 □

□□□□□□

그림 3   주사통에 의한 시료가스 채취장치의 구성

□ 포집용백 이용법(직접법) : 용량 5-10□의 합성수지 필름으로 만든 포집백을 사용한다.

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□

□                       □       □□□□□□□         □□□□□□□

□□□□□□□□□□  □□□□□□□□□  □□□□□□□□□□   □흡인 □         □포집 □

□ 채취관 □□□□ 도 관 □□□□ 건조관 □□□□□     □□□□○ □□□□     □

□□□□□□□□□□  □□□□□□□□□  □□□□□□□□□□   □펌프 □         □Bag □

□                       □       □□□□□□□   P     □□□□□□□

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□

보온 또는 가열                    삼방밸브

그림 4   포집용백에 의한 시료가스 채취장치의 구성

(2) 가스크로마토 그라피법

제2장 제2항의 가스크로마토 그라피법에 규정한 장치로서 다음의 검출기 및 칼럼을 구비한 것을 사용한다.

□ 검출기 : 열전도형 검출기 또는 메탄화 반응장치가 있는 수소염이온화 검출기를 사용한다.  열전도형 검출기는 CO 함유율이 0.1%이상인 경우에 사용한다.

□ 분리관 : 내면을 잘 세척한 내경 2-4mm, 길이 0.5-1.5m의 스텐레스강관, 유리관 등을 사용한다.

□ 충전제 : 합성제올라이트(molecular sieve 5A, 13X 등이 있음)를 사용한다.

4.4.3  시료가스 채취방법

(1) 주사통법

제3장 제1절 제1항 4.2 포집병을 쓰는 경우에 규정한 방법에 따라 채취한다.

(2)  포집용백 이용법(직접법)

□ 채취관 및 도관의 설치 : 주사통법과 동일하게 설치한다

□ 포집용백 및 흡인 펌프등의 준비

a. 포집용백은 5-10□용량의 새 것을 준비한다.

b. 포집용백에 누출되는 곳이 없는가를 미리 확인한다.

c. 건조관은 실리카겔, 합성제올라이트 등의 건조제를 충전한 관을 사용한다.

□ 시료채취 장치의 조립 및 시료채취

a. 그림 4와 같이 도관, 건조관, 흡인펌프, 변환코크 및 포집용 백을 연결한다.

b. 삼방콕크 방향을 펌프에서 대기 상태로 바꾸어 펌프를 작동시켜, 배관내의 공기를 빼낸다. 다시 삼방코크 방향을 시료채취 상태로 바꾸어 포집용백에 시료가스를 채취한다. 삼방코크 방향을 다시 펌프에서 대기 상태로 바꾸어 펌프를 정지시킨다.

c. 삼방코크 방향을 포집용백에서 대기 상태로 바꾼 후, 포집용백을 조용히 눌러 채취한 시료가스를 방출한다.

d. 다시 삼방코크 방향을 시료채취 상태로 바꾸어 펌프를 작동시켜, 포집용백에 시료가스를 채취한다.  삼방코크 방향을 다시 대기 상태로 바꾸어 펌프를 멈춘다.

e. 포집용백을 떼어내고 곧바로 실리콘 고무 마개로 막는다.

4.4.4  조작

조작은 다음과 같이 한다.

(1 분리관 오븐 온도 : 40-50℃

② 운반가스 유량 : 25-50m□/분

(2) 포집용기를 기체시료 도입부에 접속하고, 시료가스의 일정량(1-3m□)을 계량판으로 채취한후 분리관에 주입하여 크로마토그람을 얻는다.  시료가스를 포집용기에서 기체용 실린지( gas tight syringe)로서 채취하여 액체용시료 도입부에서 도입하여도 된다. ) 가스크로마토그래피는 다음 조건으로 설정한다.

①

(3) 크로마토그람중의 일산화탄소의 피크 면적을 구해, 절대 검량선법에 의해 시료중의 일산화탄소의 농도를 계산한다.

(4) 검량선은 표준가스를 사용하여 미리 작성하여 둔다.

제 5 항 염화수소

1. 적용범위

이 시험법은 연소 및 화학반응 등에 따라 굴뚝 등으로 배출되는 배출가스중의 염화수소를 분석하는 방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류 및 개요

염화수소 분석방법의 종류 및 개요는 표 1과 같다.

표1. 분석방법의 종류및 개요

분석방법의 종 류	분석 방법의 개요			적 용 조 건
	요 지	시 료 채 취	정량 범위 vol ppm (mg/Sm3)
티오시안산 제이수은 흡광광도법	시료가스중의 염화수소를 수산화나트륨용액에 흡수시킨후, 티오시안산제이수은용액과 황산제이철암모늄용액을 가하여 발색시켜, 흡광도(460nm)를 측정한다.	흡수병법 흡수액:0.1 mol/L의 수산화나트륨용액 액량: 50 ml×2 표준채취량: 40 L	2∼80 (3∼130)1)	이 방법은 이산화황, 기타 할로겐화물, 시안화물 및 황화물의 영향이 무시되는 경우에 적합하다.
질 산 은 적 정 법	시료가스중의 염화수소를 수산화나트륨 용액에 흡수시킨후, 약산성으로하여 질산은을 가하여, 티오시안산암모늄용액으로 적정한다.	흡수병법 흡수액:0.1 mol/L의 수산화나트륨용액 액량: 50 ml×2 표준채취량: 80 L	140∼2,800 (230∼ 4,600)1)	이 방법은 이산화황, 기타 할로겐화물, 시안화물 및 황화물의 영향이 무시되는 경우에 적합하다.
이온크로마토그래프법	시료가스중의 염화수소를 물에 흡수시킨후, 이온크로마토그라프에 주입하여 얻은 크로마토그램을 이용하여 분석한다.	흡수병법 흡수액: 물 액량: 25 ml×2 표준채취량: 20 L	0.4∼80 (0.6∼130)2)	이 방법은 황화물 등의 환원성 가스의 영향이 무시되는 경우에 적합하다
이온전극법	시료가스중의 염화수소를 질산칼륨용액에 흡수시킨후, 초산완충액을 가하여, 염소이온전극을 이용하여 이온농도를 측정한다.	흡수병법 흡수액:0.1 mol/L의 질산칼륨용액 액량: 50 ml×2 표준채취량: 40 L	40∼40,000 (64∼ 64,000)1)	이 방법은 할로겐화합물, 시안화물 및 황화합물 등의 영향이 무시되는 경우에 적합하다.3)

주 (1) 시료가스를 통과시킨 흡수액(100ml)을 250ml로 희석하여 분석용 시료 용액으로 하는 경우.

주 (2) 시료가스를 통과시킨 흡수액(50ml)을 100ml로 희석하여 분석용 시료 용액으로 하는 경우. 농축컬럼을 사용하면 이 표에 표시된 정량범위의 하한값을 낮출수 있다.

주 (3) 배가스 중에 염화수소와 염소가 공존하는 경우에는 삼산화비소 (1g/L)를 가한 수산화나트륨용액(0.1 mol/L)를 흡수액으로 하여 시료가스를 채취하여 염소이온농도(a mgC1-/ml)를 구한다. 동시에 제 6항 염소시험법에 규정한 오르토톨리딘 흡광광도법 등으로 시료가스중의 염소농도를 측정하고, 염소이온농도로부터 염소농도에 상응하는 염소이온농도 (b mgCl-/ml)를 빼준 a-b로부터 시료가스 중의 염화수소농도 (Smg/m3)를 구한다.  시안화물의 경우는 pH 5으로 조정하는 것으로 10-5 mol/L 정도까지, 황화물의 경우에는 같은 양의 과망간산칼륨을 첨가하여 방해를 피할수 있다.

3. 시료 채취방법

3.1 시료 채취위치

시료의 채취위치는 대표할 수 있는 가스가 채취될 수 있는 점, 즉 가스의 유속이 현저하게 변화하지 않고 분진 등이 쌓이지 않으며 수분이 적은 곳을 선택하여야 한다.

3.2  시료 채취장치

시료 채취장치는 다음 조건을 구비한 것으로서 그 구성의 보기를 그림 1에 표시한다.

① 시료채취관은 배출가스 중의 염화수소에 의해 부식되지 않는 재질의 관, 예를 들면 유리관, 석영관, 불소수지관 등을 사용한다

② 시료채취관은 연도의 중앙에 오도록 끼위 넣는다.

③ 가스 중에 먼지가 혼입되는 것을 방지하기 위하여 시료채취관의 적당한 곳에 여과지를 넣는다.

④ 배관 속에 수분이 응축하는 경우가 있을때는 시료채취관과 시료채취관에서 흡수병 사이를 120℃이상 가열하여야 한다.

⑤ 가열부분의 배관 접속은 갈아맞춤 유리관 또는 실리콘 고무관을 사용한다.

□ 흡수병은 질산은적정법, 티오시안산제이수은법 및 이온전극법의 경우는 용량 250ml을 2개 연결하여 사용하고, 이온크로마토그래프법의 경우는 용량 100ml을 2개 연결하여 사용한다. 단 염화수소가 완전히 포집되는 것이 확인되는 경우에는 흡수병을 1개 연결하여 사용해도 무방하다

A : 시료가스 채취관

B : 보온재

C : 히터

D : 여과재(가스중의 성분과 화학반응을 하지 않는 물질, 즉 무알카리 유리섬유여과지, 유리여과기 등을 사용)

E : 흡수병( 용량 약 250ml)

F : 삼방코크

G : 건조제(입자상 실리카겔 또는 염화칼슘)

H : 바이패스용 세척병(수산화나트륨 용액(20 v/v%) 50ml를 넣은 것)

I : 흡인펌프

J : 습식 가스미터(1회전 1 - 5L)

K : 온도계

L : 압력계

M : 구면 갈아맞춤 유리관

N : 코크

O : 거름판 또는 거름구

그림 1. 시료가스 채취장치 구성도

3.3 시료 채취조작

□ 질산은적정법, 티오시안산제이수은법 및 이온전극법의 경우는 용량 250ml의 흡수병에 흡수액 50ml를 각각 넣고, 이온크로마토그래프법의 경우는 용량 100ml의 흡수병에 흡수액(물) 25ml를 넣는다.

□ 삼방코크를 바이패스용 세척병 방향으로 돌린 후, 흡인펌프를 작동시켜 시료가스 채취관로부터 코크까지를 시료가스로 치환한다.

□ 흡인펌프를 정지시킨 후, 삼방코크를 흡수병 방향으로 돌린다. 다음에 가스미터의 지시값(V1)을 0.01L 자리수까지 읽어 취한다.

□ 흡인펍프을 작동시켜 시료가스를 흡수병으로 흘려보낸다.4) 이때 유량조절용코크를 조절하여, 유량을 1 L/mim 정도로 한다.5) 시료가스를 약 20 L6) 채취한후, 흡인펌프을 정지하고, 삼방코크를 닫고 가스미터의 지시값(V2)을 0.01L의 자리수까지 읽어 취한다. 동시에 가스미터에 나타난 온도와 게이지압을 측정한다. 또한 대기압을 측정해야 한다.

주 (4) 채취한 가스가 비교적 고온이어서 흡수액의 온도가 올라갈 가능성이 있는 경우에는 흡수병을 냉각조에 넣어서 시료를 채취한다.

주 (5) 질산은적정법, 티오시안산제이수은법, 이온전극법에서 염화수소가 흡수액에 완전히 흡수되는 것이 확실한 경우에는 유량을 2 L/min까지 증가시켜도 된다.

주 (6) 염화수소 농도에 따라 적절히 증감 가능하다.

3.4 시료가스 채취량 :

시료가스 채취량은 제 3장 제 1절 제 1항 가스상물질 시험방법 4.1.4 규정에 따라 채취량을 정한다.

4. 시약 및 분석용 시료용액 조제

4.1 시약 용액의 조제

□ 흡수액

a. 질산은적정법 및 티오시안산제이수은법의 경우 : 수산화나트륨 용액(0.1mol/L)을 사용한다.

수산화나트륨 4.0g을 정확하게 취하여 물에 용해시켜 1L를 만들어 사용한다.

b. 이온크로마토그래프법의 경우 : 제2장 제1항에 규정한 물을 사용한다.

c. 이온전극법의 경우 : 질산칼륨 용액(0.1mol/L)을 사용한다.

질산칼륨 10.1g을 정확하게 취하여 물에 용해시켜 1L를 만들어 사용한다.

□ 수산화나트륨 용액(40g/L) : 세척병에 사용할 목적의 용액으로, 수산화나트륨 4g을 물에 용해시켜 100ml로 만든다.

□ 초산염 완충액7) : 500ml 비이커에 초산나트륨삼수화물 100g과 질산칼륨 50g을 취하여, 물을 넣어 약 300ml가 되게 한뒤, 초산을 가하여 pH 5.1∼5.2로 조정한 후 다시 물을 넣어 500ml로 만든다.

주 (7) 완충액은 측정분석용 시료용액의 pH를 5로 조정하여, 이온강도를 일정하게 하는 것이다.

4.2 분석용 시료 용액의 조제

4.2.1 질산은 적정법 및 티오시안산제이수은 흡광광도법의 경우

□ 3.3의 조작을 마친 후에 300ml 비이커에 흡수병의 내용액을 물로 씻어 옮긴다.

□ 250 ml 정용플라스크에 비이커의 내용액을 물로 씻어 옮긴 후에, 물을 표선까지 넣어 이것을 분석용 시료용액으로 한다.

4.2.2 이온 크로마토 그래프법의 경우

□ 3.3의 조작을 마친 후에 200 ml 비이커에 흡수병의 내용액을 물로 씻어 옮긴다.

□ 100ml 정용플라스크에 비이커의 내용액을 물로 씻어 옮긴 후에8), 물을 표선까지 넣어 이것을 분석용 시료용액으로 한다.

주 (8) 용액중에 고형물이 있는 경우에는 공극지름 0.45 □m이하의 필터로 여과 제거한다. 이 조작으로도 고형분이 있는 경우에는 시료 가스 채취를 다시 한다.

4.2.3 이온 전극법의 경우

□ 3.3의 조작을 마친 후에 300ml 비이커에 흡수병의 내용액을 물로 씻어 옮긴다.

□ 250ml 정용플라스크에 비이커의 내용액을 물로 씻어 옮긴 후에, 초산완충액 5 ml를 가하고 흡수액을 표선까지 넣어 이것을 분석용 시료용액으로 한다.

5. 분석방법

5.1 티오시안산제이수은법

5.1.1 장치

동일

5.1.2 시약

동일

5.1.3 시험방법

동일

5.1.4 계산

다음 식에 의하여 시료중의 염화수소 농도를 산출한다.

[eqn: &C`=` { 0.01 TIMES A/As TIMES 250} over { Vs} TIMES 1,000 ## &C``'`=`C □ 36.5/22.4]

C  : 염화수소 농도(ppm)

C' : 염화수소 농도(mg/m3)

A : 분석용 시료용액을 발색시켜 측정한 흡광도

As : 표준액을 발색시켜 측정한 흡광도

Vs : 건조시료가스량(L)

5.2 질산은적정법

5.2.1 시약

동일

5.2.2 조작

동일

5.2.3 계산

다음 식에 의하여 시료중의 염화수소 농도를 산출한다.

[eqn: &C~=~ { 2.24 TIMES (b-a) TIMES f TIMES { 250} over {V } } over {Vs } TIMES 1,000 ## &C``'`=`C □ {36.5 OVER 22.4}]

C  : 염화수소 농도(ppm)

C' : 염화수소 농도(mg/m3)

a : N/10 티오시안산 암모늄 용액의 소비량(ml)

b : 바탕시험에 의한 N/10 티오시안산 암모늄 용액의 소비량(ml)

f : N/10 티오시안산 암모늄 용액의 역가

Vs : 건조시료가스량(L)

V : 분석용 시료용액의 분취량(ml)

5.3 이온크로마토그라프법

5.3.1 시약

□ 용리액 : 장치의 종류 및 사용하는 분리 칼럼에 따라 다음 각각을 사용한다.9)

a. 서프렛서(supressor)가 있는 장치를 사용하는 경우

(가) 탄산수소염-탄산염제일용액 : 탄산수소나트륨 0.336g(4 mmol)와 탄산나트륨(무수) 0.424g(4 mmol)을 물로 녹인 후, 1000 ml 정용플라스크에 옮기고 물을 넣어 표선까지 맞춘다.

(나) 탄산수소염-탄산염제이용액 : 탄산수소나트륨 0.143g(1.7mmol)과 탄산나트륨(무수) 0.191g(1.8mmol)을 물로 녹인 후, 1000 ml 정용플라스크에 옮기고 물을 넣어 표선까지 맞춘다.

b. 서프렛서(supressor)가 없는 장치를 사용하는 경우

(가) 글리콘산염-4붕산염-붕산용액 : 글리콘산칼륨 0.305g (1.3 mmol), 4붕산나트륨-10수화물 0.469g(1.3mmol), 붕산 1.855g (30mmol), 아세트니트릴 100ml 및 글리세린 5ml을 물로 녹인 후, 1000ml 정용플라스크에 옮기고 물을 넣어 표선까지 맞춘다.

(나) P-히드록시안식향산-2-히드록시에틸-히드록시메틸-메탄 : P-히드록시안식향산 1.105g (8.0mmol)과 2-히드록시에틸-히드록시메틸-메탄 0.669g (3.2mmol)을 물로 녹인 후, 1000ml 정용플라스크에 옮기고 물을 넣어 표선까지 맞춘다.

(다) 부탄산-2-아미노히드록시메틸-프로판디올 : 부탄산 0.415g (2.5mmol)과 2-아미노-2-히드록시메틸-1.3-프로판디올 0.303g (2.5mmol)을 물로 녹인 후, 1000 ml 정용플라스크에 옮기고 물을 넣어 표선까지 맞춘다.

□ 재생액 : 서프렛서(supressor)를 사용하는 경우 장치 및 압축기의 종류에 따라서 다음의 각각을 사용한다.10)

a. 황산(15 mmol/L) : 황산(1 mol/L) (황산60ml를 소량씩 물 500ml에 가해 냉각후 물로 1L로 한다.) 15ml에 물을 넣어 1 L로 한다.

b. 황산(12.5 mmol/L) : 황산 (1 mol/L) 12.5ml에 물을 넣어 1 L로 한다.

□ 염소이온 표준원액(1mgCl-/ml) : 염화나트륨을 미리 약 600℃에서 약 1시간 가열한 후, 데시케이터에서 방냉한다. 이것을 1.648g을 정확히 취하여 소량의 물로 녹인 후, 1000 ml 정용플라스크에 옮기고 물을 넣어 표선까지 맞춘다.

□ 염소이온 표준액 (0.1mgCl-/ml) : 100 ml 정용플라스크에 □에서 조제한 염소이온 표준원액(1mgCl-/ml)을 정확히 10ml 취해 물을 넣어 표선까지 맞춘다. 사용시에 조제한다.

□ 염소이온 표준액 (0.01mlCl-/ml) : 100ml 정용플라스크에 □에서 조제한 염소이온 표준액 (0.1 mgCl-/ml)를 정확히 10ml 취해 물을 넣어 표선까지 맞춘다. 사용시에 조제한다.

주 (9) 장치 및 칼럼의 사용설명서를 참고하여 선택하면 좋다. 염소이온이 정량적으로 측정 가능한가를 확인하고 분리칼럼의 특성에 따라 다른 용리액을 사용해도 좋다.

주 (10) 전기투석형 서프렛서를 사용하는 경우에는 재생액으로 물 또는 검출기 통과후의 용리액을 사용해도 된다.

5.3.2 이온크로마토그라프 장치

□ 시료주입기 : 분석용 시료용액의 일정량을 재현성 있게 주입 가능한 자동장치 또는 시료계량관(10∼25□l의 일정량)에 1∼10□l 마이크로실린지를 이용한 수동장치가 있다.

□ 분리 칼럼  : 내경 2∼8mm, 길이 30∼300mm의 불활성 합성수지제 또는 금속제의 관에 음이온 교환수지를 충진한다. 분석목적의 이온과 인접한 이온이 분리 가능하여야 한다.

□ 전칼럼(precolumn) : 농축, 예비분리, 이물질 제거를 위한 칼럼으로, 필요에 따라 분리 칼럼 앞에 장착한다. 내경 2∼6mm, 길이 5∼50mm의 불활성 합성수지제 또는 금속제의 관에 분리 칼럼과 같은 종류의 음이온 교환수지를 충진한다.

□ 서프렛서(supressor)11) : 용리액중의 양이온을 수소이온으로 바꾸기 위한 기구로써, 용리액중의 양이온 농도에 대해 충분한 이온교환 용량을 갖는 양이온 교환막으로 구성된 것 또는 동일한 성능이 있는 양이온 교환수지를 충진한다.

□ 검출기: 전기전도도검출기(Conductivity Detector), 전기화학검출기(Electroc-

hemical Detector)

주(11) 시판되는 이온크로마토그라프는 서프렛서와 분리칼럼을 갖는 방식과 서프렛서를 갖지 않고 분리칼럼만 갖는 단독방식이 있는데, 어떤것을 사용해도 좋다. 또한 서프렛서에는 양이온 교환막의 외측에 전극을 부착한 전기투석형 장치를 사용해도 좋다.

5.3.3 정량조작

□ 이온크로마토그라프를 측정가능한 상태로 한 후, 분리컬럼에 용리액을 일정한 유량( 1∼2ml /min)으로 흘려준다. 서프렛서가 있는 장치의 경우는 분리컬럼과 서프렛서에 용리액을 흘려 주고 다시 서프렛서에는 재생액을 일정 유량으로 흘려준다.

□ 시료주입기를 사용하여 4.2.2에서 제조한 분석용 시료용액의 일정량(10∼250□l)12)을 이온크로마토그라프에 주입하여 크로마토그램을 얻는다.

□ 크로마토그램에서 염소이온에 상당하는 피크에 대해 피크면적 또는 피크높이를 구한다.

□ 5.3.4에 의해 작성된 검량선으로부터 염소이온의 농도(mgCl-/ml)를 구한다.

□ 100ml 정용플라스크에 흡수액 50ml를 취하고 물을 표선까지 가한후, □의 주입량과 같은 양을 □∼□의 조작을 행하여 염소이온의 바탕시험치를 구한다.

주 (12) 특히 저농도의 시료를 측정하는 경우 장치내의 시료 계량관(10∼250□l의 일정량)대신 분리칼럼과 같은 종류의 음이온 교환수지를 충진한 농축 칼럼 등을 이용해도 좋다.

5.3.4 검량선 작성

여러개의 100ml 정용플라스크에 염소이온 표준액(0.1mgCl-/ml 또는 0.01□Cl/ml) 1∼25□13)를 단계적으로 취해 물을 표선까지 가한뒤, 그 농도를 구해둔다(mgCl-/ml). 5.3.3의 □∼□의 조작을 행하여 각각의 염소이온 농도에 상당하는 피크면적 또는 피크높이를 구한다. 별도로 바탕시험을 물에 대해 5.3.3의 □□~□의 조작을 행하여 염소이온 농도에 상당하는 피크면적 또는 피크높이를 구하며, 염소이온 농도(mgCl-/ml)와 바탕시험치를 보정한 피크면적 또는 피크높이 관계선을 작성한다. 검량선 작성은 시료 측정시에 한다.

주 (13) 예상되는 시료농도에 대하여 염소이온 표준액 1∼25ml 범위에서 여러 농도를 취한다.

5.3.5 계산

다음 식에 의하여 시료 가스중 염화수소 농도를 계산하라.

[eqn: &Cv`=` { 0.632 TIMES (a-b) TIMES 100} over {Vs } TIMES 1,000## &Cw`=` { 1.03 TIMES (a-b) TIMES 100} over {Vs } TIMES 1,000]

Cw = Cv × 1.63

여기서  CV ; 시료 가스 중 염화수소의 체적 농도 (vol ppm)

Cw ; 시료 가스 중 염화수소의 질량 농도 (mg/m3N)

a ; 5.3.3조작 □에서 구한 염소이온 농도 (mgCl-/ml)

b ; 5.3.3조작 □의 바탕시험에서 구한 염소이온 농도 (mgCl-/ml)

VS ; 표준 상태의 시료가스 채취량(L)

(건조한 가스량의 경우는VSD, 습한 가스량의 경우는VSW)

0.632 ; 염소이온(Cl-) 1mg에 상당하는 염화수소(HCl)의 체적(ml), 표준상태

1.03 : 염소이온(Cl-) 1mg에 상당하는 염화수소(HCl)의 질량(mg)

1.63 : 염화수소 1vol ppm에 상당하는 염화수소(HCl)의 질량농도(mg/m3N), 1.03/0.632

5.4 이온전극법

5.4.1 시약

□ 아세트산완충액14) : 아세트산나트륨(3수화물) 100g과 질산칼륨 50g을 500ml 비이커에 취하고 물을 넣어 약 300ml되게 만든 후, 아세트산을 가하여 pH 5.1 - 5.2로 조정한 후 물을 넣어 500ml로 한다.

□ 염소이온 표준원액(10mgCl-/ml) : 미리 600℃에서 1시간 가열한 염화나트륨 16.48g을 취하여 적당량의 흡수액에 녹여서 정용플라스크(1000ml)에 넣고 흡수액을 눈금까지 넣는다.

□ 염소이온 표준액(1mgCl-/ml) : □의 염소이온 표준원액 25ml 및 흡수액 25ml를 정용플라스크(250ml)에 취하고, 아세트산 완충액 5ml를 가한 후, 물을 눈금까지 넣는다.

□ 염소이온 표준액(0.1mgCl-/ml) : □의 염소이온 표준액(1mgCl-/ml) 25ml 및 흡수액 25ml을 정용플라스코(250ml)에 취하여 아세트산 완충액 5ml를 가한 후, 물을 눈금까지 넣는다.

□ 염소이온 표준액(0.01mgCl-/ml) : □의 염소이온 표준액(0.1 mgCl-/ml) 25ml 및 흡수액 25ml를 정용플라스크(250ml)에 취하여 아세트산 완충액 5ml를 가한 후, 물을 눈금까지 넣는다.

주 (14) 완충액은 측정분석용 시료용액의 pH를 5로 조정하여, 이온강도를 일정하게 하는 것이다.

5.4.2. 장치

□ 고압력 저항 밀리볼트계15) : 1mV 단위마다 눈금이 있는 것

□ 염소이온 전극16)

□ 비교전극 : 내부액간접속부가 세라믹제이고 외부액간접속부가 슬리브제인 2중 액간접속형인 것을 사용하고 외부액 및 내부액으로서 질산칼륨 용액(10 v/v%)을 사용한다.

□ 자석교반기 : 회전에 의한 발열로 액온에 변화를 주지 않는 것

주 (15) 보기를 들면, 디지털식 pH-mV계, 확대스팬이 붙은 pH-mV계, 이온 전극용 전위차계

주 (16) 염화은형 고체막 전극

5.4.3 조작

□ 분석용 시료용액 100ml를 비이커에 취하여 5.4.4 □ 과 똑같이 조작하여 전위차를 측정하고 5.4.4 □에서 작성한 검량선에서 분석용 시료용액 중에 함유된 염소이온 농도 □(mgCl-/ml)를 구한다17)

□ 바탕시험용 시료용액 100ml에 대하여 □과 똑같이 조작하여 염소이온 농도 □o(mgCl-/ml)을 구한다.

주 (17) 표준 첨가법을 이용해도 좋으며 그 조작은 다음에 따른다.

분석용 시료용액 100ml를 비이커에 취하여 5.4.4. □과 같이 조작하고 전위차 □0을 읽는다. 다음에 검량선에서 구하고자 하는 시료 측정범위의 100-1000배의 염소이온 검량선용용액(CmgCl-/ml)을 차례로 1ml씩 첨가하고 이 때, 발생하는 전위차 □1, □2, □3 와 □o의 차를 각각 △□1, △□2, △□3로 한다.  다음에 검량선에서 현재 측정되고 있는 농도부근     의 전위구배 S를 구하고 다음 식에 따라 분석용 시료용액 중의 염소이온 농도 (mgCl-/ml)를 구한다.

[eqn: & { alpha }_{ 1} `=` {C } over {101 TIMES { 10}^{ TRIANGLE El/S }-100 } ### & { alpha }_{ 2} `=` {2C } over {102 TIMES { 10}^{ TRIANGLE E2/S }-100 } ### & { alpha }_{ 3} `=` {3C } over {103 TIMES { 10}^{ TRIANGLE E3/S }-100 } ### & alpha ~=~ { 1} over {3 } LEFT ( { alpha }_{1 } + { alpha }_{2 }+{ alpha }_{3 }RIGHT )]

별도에 바탕시험용 시료용액 100ml에 대해서도 똑같은 조작을 하여 염소이온 농도

□o(mgCl-/ml)를 구한다.

여기에서 전위구배란, 염소이온 농도가 10배 변화한 때의 전위변화된 것을 말하며, 염소이온 전극인 경우는 통상 25℃에서 55-57mV이다.

5.4.4 검량선의 작성

□ 염소이온 표준액(0.01mgCl-/ml) 100ml을 비이커에 취하고 여기에 염소이온 전극18), 19)과 비교전극20)을 담그고 자석교반기21), 22), 23), 24)를 사용하여 용액을 일정속도로 휘저어 섞어 지시가 안정된 후 전위차를 측정한다.  다음에 염소이온 표준액(0.1mgCl-/ml, 1mgCl-/ml)에 대하여 똑같은 조작을 하여 전위차를 측정한다25), 26)

□ 편대수 모눈종이의 대수축에 염소이온 농도를 취하고 균등축에 전위차를 취하여 이 모눈종이 상에 염소이온 농도와 전위차의 관계를 표시하여 검량선을 작성한다.

주(18) 염소이온 전극을 사용할 때에는 염소이온 표준액(0.01mgCl-/ml)에 담그고, 지시치가 안정되고 나서 전위를 측정한다.

주(19) 감응막이 오염되면 응답속도가 늦어지므로 연마지로 감응막을 연마하여 사용하거나, 교체한다.

주(20) 외부액간접속부가 슬립상인 것은 주의하여 사용하면 저항이 작고 제일 좋지만, 슬립을 너무 조이면 저항이 커지고, 너무 풀어주면 외부액의 유출이 많아지므로 적당하게 조절하여 사용하여야 한다. 비교전극은 외부액과 같은 용액중에 보존한다.

주(21) 자석교반기를 장기간 사용하면 발열하여 액온에 변화를 줄 수 있으므로 액온의 변화에 주의한다.

주(22) 혼합속도에서 전위차계의 지시가 불안정해지는 경우에는 비교전극의 저항이 커져 있는 수가 있다.

주(23) 염소이온 전극의 응답시간은 염소이온 농도가 0.01mgCl-/ml 에서 약 1분간, 0.1mgC-/ml 이상에서는 약 30초간이다.

주(24) 액온이 10C 변화하면 약 1mV( 측정치의 4%에 상당) 변동한다

주(25) 염소이온 표준액 0.01mgCl-/ml와 1mgCl-/ml의 전위차는 110 - 120 mV의 범위에 들어가고, 염소이온의 농도가 0.01mgCl-/ml에서 1mgCl-/ml 사이의 검량선은 직선이 된다.

주(26) 전위차 측정은 전극을 일단 pH를 약 5로 조정한 가스 흡수를 안한 흡수액에 담가, 전위차가 가스 흡수를 한 경우의 전위차 부근까지 되돌린 후에 다음 측정을 한다.

5.4.5 계산

시료가스중의 염화수소 농도를 다음 식에 따라 계산하고 유효숫자 3자리까지 구한다.

[eqn: &C~=~ { (a- {a }_{0 }) TIMES 250 TIMES { 36.5} over {35.5 } } over {Vs } TIMES 1,000## &C``'`=`C TIMES { 22.4} over {36.5 }]

여기에서 C : 염화수소의 농도(mg/Sm3)

C' : 염화수소의 농도(ppm)

a : 검량선에서 구한 염소이온 농도(mgCl-/ml)

a0 : 바탕시험에서 구한 염소이온 농도(mgCl-/ml)

Vs : 표준상태의 건조 시료가스 채취량(L) ( 00C, 760 mmHg)

제 6 항  염     소

1. 적용범위

이 시험방법은 화학반응 등에 따라 굴뚝등에서 배출되는 가스중의 염소를 분석하는 방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 오르토 톨리딘법

오르토 톨리딘을 함유하는 흡수액에 시료를 통과시켜 얻어지는 발색액의 흡광도를 측정하여 염소를 정량하는 방법이다.

이 방법은 시료중의 염소농도가 0.2~10ppm인 것의 분석에 적당하다. 또 10ppm을 넘는 것은 시료용액을 흡수액으로 적당히 묽여 분석할 수 있다. 이 방법은 브롬, 요오드, 오존, 이산화질소  및 이산화 염소 등의 산호성 가스나 황화수소, 이산화황 등의 환원성 가스의 영향을 무시할 수 있는 경우에 적당하다.

3. 시료채취위치

시험에 사용하는 가스의 채취위치는 대표적인 가스를 채취할 수 있는 점, 즉 가스유속이 심하게 변동하지 않고 먼지 등이 쌓이지 않는 곳을 선택하여야 한다.

4. 분석방법

4.1 오로토 톨리딘 법

4.1.1 시료 채취장치

시료 채취장치는 그림 1에서 보기를 나타낸 것과 같은 것으로서 다음의 조건을 갖추어야 한다.

⑴ 시료 채취관은 배출가스중의 염소에 의해서 부식되지 않는 재질로서 유리관, 석영관, 염화비닐관 및 불소수지관 등을 사용한다.

⑵ 시료 채취관은 굴뚝에 직각이고 끝이 중앙부에 오도록 넣는다.

⑶ 가스중의 먼지가 혼입되는 것을 막기 위하여 시료채취관의 적당한 곳에 여과재를 끼운다.

A	: 시료 채취관	F	: 흡인펌프 또는 고무구

B	: 여과재	G	: 실리콘 고무

C	: 흡수관	H	: 콕  크

D	: 주사통(100□)	I	: 히이터

E	: 흡수병	J	: 트  랩

그림 1  시료 채취 장치

4.1.2 시   약

⑴ 물 : 여기서 사용하는 물은 전부 증류수이다.

⑵ 오르토 톨리딘 염산용액 : 오르토 톨리딘 염산염(Ortho Toluidine Hydrochloride) 분말  1g을 물 약 500□에 녹이고 여기에 염산 15□를 가한후 물을 가하여 1□로 한다. 갈색병에 보관하며 보관 가능기간은 약 6개월이다.

⑶ 흡수액 : 오르토 톨리딘 용액 100□을 취하고 물을 가하여 1□로 한다.

⑷ N/10 티오황산나트륨 용액 : 티오황산나트륨(Na2S2O3 5H2O) 약 26g과 무수탄산 나트륨 약 0.2g을 탄산을 함유하지 않는 물에 녹여 약 1□로 하고 여기에 이소아밀 알코올(Isoaamyl Alcohol) 약 10□를 가하여 잘 흔들어 섞고 마개를 하여 2일간 방치한 후 포정한다.

포정 : 120~140℃로 1.5~2시간 건조한 요오드산 칼륨(표준시약) 1~1.5g을 정확히 취하고 물에 녹여 정확히 250□로 한다. 이중 25□를 유리마개가 있는 삼각 플라스크에 정확히 취하고 요오드화 칼륨 2g과 황산(1+5) 5□ 가한후 바로 마개를 막고 조용히 흔들어 어두운 곳에서 5분간 방치한다.

유리된 요오드를 N/10 티오황산나트륨으로 적정한다. 종말점 부근에서 액이 엷은 황산으로 되면 전분용액 5□를 가하고 계속 적정하여 청색이 없어질 때를 종말점으로 한다. 같은 방법으로 바탕시험을 하여 보정한다. 역가는 다음식에 의하여 계산한다.

[eqn: f`=` { W TIMES { p} over {100 } TIMES { 25} over {250 } } over {(x-y) TIMES 0.003567 }]

f	: N/10 티오황산 나트륨 용액의 역가

W	: 요오드산 칼륨의 양(g)

p	: 요오드산 칼륨의 함유량(%)

x	: 적정에 소요되는 N/10 티오황산 나트륨의 양(□(

y	: 바탕시험에 소요된 N/10 티오황산 나트륨의 양(□)

0.003567	: N/10 티오황산 나트륨 용액 1□의 요오드산칼륨 상당량(g)

⑸ 녹말 용액(0.5W/V%) : 가용성 녹말 0.5g을 소량의 물로 페이스트 상태로 개고 이것을 끓는 물에 서서히 저으면서 가한후 약 1분간 끓여서 식힌후 사용한다. 이 용액은 사용할 때 만든다.

⑹ 차아 염소산 나트륨 용액 : 차아 염소산 나트륨 용액(유효염소 3~10%) 3~10□를 취하여 물로 100□로 한다.

표정 : 이 용액 10□를 취하여 요오드화 칼륨 0.5g 및 염산 2□를 가하고 N/10 티오황산 나트륨 용액으로 적정한다.

이때 적정량을 a(□)로 하고 별도로 바탕 시험을 하여 그 적정량을 b(□)로 한다.(사용시엔 표정한다)

⑺ 염소표준 착색액 : ⑹의 차아 염소산 나트륨 용액

[eqn: { 89.3} over {(a`-`b)f }□](여기에 f : N/10 티오황산 나트륨 용액의 역가)

를 취하여 물을 가해 1□로 한다. 이 용액 1□를 취하고 오르토 톨리딘 염산 용액을 가하여 200□로 한다. 이 염소표준착색용액은 사용시에  조제하고 이 용액 1□는 Cl2 0.00005□(0℃, 760mmHg)에 상당한다.

4.1.3 시료채취 및 분석용 시료용액 조제

⑴ 흡수관(그림 2 참조)에 흡수액 20□를 넣는다. 시료 온도가 높을 때는 시료 채취관을 길게한다.

⑵ 흡수관에 가스를 도입하기 전에 배관 속을 시료가스로 충분히 치환하여야 한다.

⑶ 시료는 100□/분의 흡인속도로 채취한다.

시료중의 염소의 농도에 따라 채취량을 100~500□로 조절한다.⑴

⑷ 시료 채취시의 대기 온도를 측정한다.

주⑴  분석용 시료 착색액의 흡광도가 염소표준 착색액의 흡광도 보다 클 때는 검량선이 직선으로 되지 않으므로 시료용액을 흡수액으로 묽게한 후 조작한다.

그림 2  흡 수 관

⑸ 흡수액이 적색으로 나타나거나 적색침전을 생성하면 시료가스채취 조작을 중지하고 흡수액을 다시 넣고 시료를 채취하여야 한다.

4.1.4 시험방법

흡인이 끝나면 약 20℃에서 5~20분 사이에 분석용 시료 착색액을 10□셀에 취하고 대조액으로 흡수액을 사용하여 파장 435nm 부근에서 흡광도를 측정ㅎ여 이를 A로 한다. 또 염소표준착색액에 대해서도 조제후 약 20℃에서 5~20분 사이에 같은 조작을 하고 흐광도를 측정하여 As로 한다.

4.1.5 계   산

다음식에 의하여 시료가스중 염소농도를 산출한다.

[eqn: &C`=` { 0.05 TIMES { A} over {As } TIMES 20} over { Vs} TIMES 1,000## &~~~C``'`=`C TIMES { 70.9} over { 22.4}]

C	: 염소농도(ppm)	Vs	: 건조시료 가스량(□)

C'	: 염소농도(□/□)	A	: 분석용 시료착색액의 흡광도

As	: 염소표준 착색액의 흡광도

제 7 항  황  산  화  물

1. 적용범위

이 시험방법은 연소 등에 따라 굴뚝 등에서 배출되는 배출가스 중의 황산화물(SO2 +SO3)을 분석하는 방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 침전적정법(아르세나조 Ⅲ법)

시료를 과산화수소수에 흡수시켜 황산화물을 황산으로 만든 후 이소프로필 알코올과 초산을 가하고 아르세나조Ⅲ을 지시약으로 하여 초산 바륨 용액으로 적정한다. 이 방법은 시료 20□를 흡수액에 통과시키고 이 액을 250□로 묽게하여 분석용 시료용액으로 할 때 전 황산화물의 농도가 약 50~700ppm의 시료에 적용된다.

2.2 중화적정법

시료를 과산화수소수에 흡수시켜 황산화물을 황산으로 만든 후 수산화나트륨 용액으로 적정한다. 이방 법은 시료 20□를 흡수액에 통과시키고 이 액을 250□로 묽게하여 분석용 시료용액으로 할 때 전 황산화물의 농도가 250ppm이상이고 다른 산성가스의 영향을 무시할 때 적용된다.

단, 이산화탄소의 공존은 무방하다.

3. 시료의 채취방법

3.1 시료 채취위치

분석에 사용하는 시료의 채치위치는 대표적인 가스가 채취될 수 있는 지점, 즉  유속의 변화가 심하지 않는 위치를 선정하여야 한다.

3.2 시료 채취장치

⑴ 시료 채취관은 배출가스중의 황산화물에 의해 부식되지 않는 재질, 예를 들면 유리관, 석영관, 스테인레스강관 등을 사용한다.

⑵ 시료중에 먼지가 섞여 들어가는 것을 방지하기 위하여 채취관의 앞 끝에 적당한 여과재 예컨대 알칼 리가 없는 유리솜 등을 넣는다.

⑶ 시료중의 황산화물과 수분이 응축되지 않도록 시료 채취관과 흡수병 사이를 가열한다.

⑷ 채취관과 아탑터, 삼방콕크 등 가열하는 접속부분은 갈아 맞춤 또는 실리콘 고무관을 사용하고 보통 고무관을 사용하면 안된다.

시료 체취장치의 보기를 그림 1에 표시한다.

그림 1  시료 채취 장치

A	: 시료채취관	K	: 압력계

B	: 연결관	L	: 습식가스미터(1회전 1□)

C	: 여과재	M	: 3방 콕크

D	: 보온재	N	: 바이패스용 세척병⑴

E	: 흡수병(위로향한 여과판 G2가	(E와 같은 것)

붙은 용량 150~250□인 것)	O	: 실리콘 고무관

F	: 유리필터(G4)	P	: 구면을 갈아맞춤

G	: 가스건조탑(실리카겔입자)	R	: 온도계

H	: 유량조절콕크	S	: 마노미터

I	: 밀폐식 흡인펌프(0.5~5□/분)	T	: 얼음조

J	: 온도계

주⑴ 과산화수소수(1+9) 50□를 넣는다.

⑵ 가스의 온도를 미리 아는 경우에는 온도계를 꽂지 않아도 좋다.

4. 시료 흡수 및 분석용 시료용액의 조제

4.1 시료의 흡수

⑴ 흡수병 2개 이상을 준비하고 각각에 흡수액 50□씩을 넣는다. 흡수병은 위로 향한 여과판이 붙은 용량 150~250□의 것을 사용한다. 보기를 그림 2에 표시한다.

⑵ 분석용 시료의 흡수장치는 될 수 있는 한 채취위치에 가깝게 설치하고 시료가스가 비교적 높은 온도일 때는 흡수병을 냉각조에 넣어둔다.

⑶ 흡수병에 시료를 보내기 전에 배관속을 시료가스로 충분히 치환해 두어야 한다. 흡수장치까지의 배관이 비교적 길때는 특히 주의가 필요하다.

⑷ 시료의 유량이 1□/분 정도가 되도록 흡인한다. 채취하는 시료가스의 양은 약 20□로 하고 황산화물의 농도에 다라 적당히 증감한다.

그림 2  흡수병의 보기

⑸ 시료를 채취할 때는 유량계의 위치에서 가스 온도와 압력을 측정하고 필요에 따라서는 대기압도 측정한다.

4.2 분석용 시료용액의 조제

시료의 흡인이 끝나면 용액을 비이커에 옮기고 다시 흡수병들을 씻어 합한 후 250□ 메스플라스크에 옮겨 넣고 물로 표선까지 채우고 분석용 시료용액으로 한다. 농도가 진한 시료는 적당히 물로 묽게 하여 사용한다.

5. 분석방법

5.1 침전적정법(아르세나조 Ⅲ법)

5.1.1 시 ) 약

⑴ 흡수액 : 과산화수소수(1+9), 어둡고 서늘한 곳에 보관한다.

⑵ 초  산

⑶ N/250 황산(0.192□ SO2-2/□) : 제3항(암모니아) 5.1.1 ⑴에 규정한 N/10황산용액을 정확히 25배로 묽게하여 사용한다.

⑷ N/100초산 바륨용액:초산바륨((CH3COO)3Ba·H2O) 1.1g 및 초산 납((CH3COO)2 Pb·3H2O) 0.4g을 물 200□ 및 초산 3□에 녹이고 이소프로필 알코올을 가하여 1□로 한다. 표정은 다음과 같이 행한다.

표정 : N/250 황산 10□를 200□ 삼각플라스크에 정확히 분취하고 이소프로필 아로올 40□, 초산 1□ 및 아르세나조Ⅲ 지시약 4~6방울을 가하여 N/100초산 바륨용액으로 적정하여 액의 청색이 1분간 계속되는 점을 종말점으로 한다.

다음식에 의하여 역가를 구한다.

[eqn: f`=` { 10 TIMES f``'} over {V``' } TIMES { 100} over {250 }]

f	: N/100 초산 바륨 용액의 역가

F'	: N/250황산의 역가(N/10 황산의 역가와 같다)

V'	: 적정에 사용한 초산 바륨용액(N/100)의 양(□)

⑸ 아르세나조Ⅲ 지시약 : 아르세나조Ⅲ(2.7 - Bis(Azo - 2 - Phenyl - Arson) - 1.8 - di Hydroxy Naphthalene - 3.6 di - Sulfonic Acid) 0.2g을 물 100□에 녹이고 거른다. 이 용액은 갈색병에 보관하고 1개월이상 지나면 사용할 수 없다.

비고 : 아르세나조Ⅲ의 구조식은 다음과 같다.

⑹ 이소프로필 알코올(Isoproply Alcohol)

5.1.2 시험방법

⑴ 4.2에서 조제한 분석용 시료용액 10□를 200□ 삼각플라스크에 분취한다.

⑵ 이소프로필 알코올 400□, 초산 1□ 및 아르세나조Ⅲ 지시약 4~6방울을 가하고 N/100초산 바륨용액으로 적정한다. 액의 색이 청색으로 되어 1분간 지속되는 점을 종말점으로 한다.

⑶ 흡수액을 4.1 ⑴에서 사용한 것과 같은 양을 250□ 메스플라스크에 취하고 물로 표선까지 가한후 이 용액 10□를 200□ 삼각 플라스크에 분취하고 ⑵에 따라 적정하여 바탕 시험 값을 구한다.

5.1.3 계   산

시료중의 황산화물 농도는 다음 식에 의하여 산출한다.

[eqn: &C`=` { 0.112 TIMES (a`-`b) TIMES f TIMES { 250} over {10 } } over {Vs } TIMES 1,000## &~~~C``'`=`C TIMES { 1} over {10,000 }]

C	: 황산화물 농도(ppm)

C'	: 황산화물 농도(V/V%)

a	: 적정에 사용한 N/100초산 바륨 용액의 양(□)

b	: 공시험에 사용한 N/100초산 바륨 용액의 양(□)

f	: N/100초산 바륨 용액의 역가

Vs	: 건조 시료가스량(□)

0.112	: N/100 초산 바륨용액 1□에 상당하는 황산화물(SO2 + SO3)가스의 부피(□)(표준상태)

5.2 중화 적정법

5.2.1 시   약

⑴ 흡수액 : 5.1.1 ⑴에 따른다.

⑵ N/10 수산화나트륨 용액 : 수산화나트륨 50g을 달아 폴리에틸렌병에 넣고 물약 40□를 가하고 흐르는 물에서 식히면서 잘 흔들어 녹인다. 마개를 하고 며칠동안 찬곳에 방치하여 포화용액을 만든다.⑶ 여기서 수산화나트륨 4g에 상당하는 윗층의 맑은 액(약 5□)을 취하여 탄산가스를 함유하지 않는 물⑷을 가하여 1□로 한다. 이 용액은 폴리에틸렌 병에 넣고 소다석회관을 붙여 보관하고 표정은 다음과 같이 행한다.

표정 : 슬파민산(용량분석용 표준시약)을 황산 데시케이터에서 약 48시간 건조시킨후 2~2.5g을 정확히 달아 물에 녹여 250□ 메스플라스크에 옮겨 넣고 물로 표선까지 채운다.

이 용액 25□을 200□ 삼각플라스크에 분취하고 메틸레드 - 메틸렌 블루우 혼합지시약 약 3~4방울을 가한다.

위에서 조제한 N/10 수산화나트륨 용액으로 적정하여 액의 색이 자색에서 녹색으로 변호하는 점을 종말점으로 한다.

다음 식에 의하여 역가를 구한다.

[eqn: f`=` { W TIMES { 25} over {250 } } over { V``' TIMES 0.00971}]

f	: N/10 수산화나트륨 용액의 역가

W	: 술파민산의 채취량(g)

V'	: 적정에서 사용한 수산화나트륨 용액(N/10)의 양(□)

0.00971	: N/10 수산화나트륨 용액 1□의 술파민산 상당량(g)

N/10 수산화나트륨 대신에 N/10 붕산 나트륨 용액을 사용하여도 좋다. 이때는 붕산나트륨(Na2B4O710H2O) 19.1g을 물에 녹여 1□로 하고 표정은 위와 같이 행한다.

주⑶ 이때 불순물인 탄산나트륨 및 과잉의 수산화나트륨은 석출되어 결정이 된다.

⑷ 물을 경질 유리플라스크에 넣고 15분간 끓인후 소다석회관을 부착한 마개를 하여 냉각시킨다.

⑶ 메틸레드 - 메텔렌 블루우 혼합지시약(변색점 pH 5.4) : 메틸레드 0.10g을 메틸알코올(95V/V%) 100□에 녹인 것과 메틸렌 블루우 0.10g을 메틸알코올(95V/V%) 100□에 녹인 것을 사용직전에 필요한 만큼 같은 부피로 섞어 사용한다. 메틸렌 블루우 용액은 갈색병에 보관한다. 또 섞은 용액은 갈색병에 넣어 어둡고 서늘한 곳에 보관한다. 1주일 이상 경과한 것은 사용할 수 없다.

5.2.2 시험방법

⑴ 4.2에서 제조한 분석용 시료용액의 적당량(통상 50~100□)을 20□ 삼각플라스크에 분취한다.

⑵ 메틸레드 - 메틸렌 블루우 혼합지시약 3~5방울을 갛여 N/10 수산화나트륨 용액으로 적정하고 용액의 색이 자주색에서 녹색으로 변한 점을 종말점으로 한다.⑸

⑶ 흡수액을 4.1 ⑴에서 사용한 것과 같은 양을 250□ 메스플라스크에 취하고 물로 표선까지 채운 후⑴에서 분취한 것과 같은 양을 200□ 삼각플라스크에 분취하고 ⑵에 따라 적정하여 바탕시험 값으로 한다.

5.2.3 계  산

시료중의 환산화물 농도는 다음식에 의하여 구한다.

[eqn: &C`=` { 1.12 TIMES (a-b) TIMES f TIMES { 250} over {V } } over { Vs} TIMES 1,000## &~~C``'`=`C TIMES { 1} over { 10,000}]

C	: 황산화물 농도(ppm)

C'	: 황산화물 농도(V/V %)

a	: 적정에 사용한 N/10 수산화나트륨 용액의 양(□)

b	: 바탕시험에 사용한 N/10 수산화나트륨 용액의 양(□)

f	: N/10 의 역가

V	: 분석용 시료 용액의 분취량(□)

Vs	: 건조시료 가스량(□)

1.12	: N/10 수산화나트륨 용액 1□에 상당하는 황산화물(SO2+SO3) 가스의 부피(□)

주⑸ 지시약을 사용하는 대신 pH계를 사용해서 적정해도 좋다.

이때 종말점은 pH 5.4부근으로 한다.

□참고□ 자동측정기에 의한 아황산가스 연속측정법

측정방법	개 요	측정범위	방해물질
1. 용 액 전도율법	시료를 황산산성의 과산화수소에 흡수시켜 용액의 전기전도율(Electro conductivity)의 변화를 용액전도율 분석계로 측정하는 방법이다.	5~2,000 ppm SO2	염화수소, 암모니아, 이산화질소
2. 적외선 흡수법	시료가스를 셀에 취하여 7,300nm부근에서 적외선 가스분석계를 사용하여 아황산가스의 광흡수를 측정하는 방법이다.	10~2,000 ppm SO2	수분, 이산화탄소

측정방법	개 요	측정범위	방해물질
3. 자외선 흡수법	자외선 흡수분석계를 사용하여 280~320nm에서 시료중 아황산가스의 광흡수를 측정하는 방법이다.	10~2,000 ppm SO2	이산화질소
4. 불 꽃 광도법	불꽃광도검출분석계를 사용하여 시료를 공기 또는 질소로 묽힌후 수소불꽃중에 도입할 때에 394nm 부근에서 관측되는 발광광도를 측정하는 방법이다.	5~1,000 ppm SO2	황화수소
5. 정전위 전해법	정전위 전해 분석계를 사용하여 시료를 가스투과성격막(透過性隔膜)을 통하여 전해조에 도입시켜 전해액중에 확산흡수되는 아황산가스를 규정된 산화전위로 정전위 전해하여 전해전류를 측정하는 방법이다.	5~2,000 ppm SO2	황화수소 이산화질소

제 8 항  질 소 산 화 물

1. 적용범위

이 시험법은 굴뚝 등에서 배출되는 배출가스⑴중의 질소산화물(NO+NO2)을 분석하는 방법에 대하여 규정한다.

주⑴ 연료의 연소, 금속표면의 처리공정, 무기 및 유기화학 반응 공정중에서 대기중에 발산되기 전의 배출가스를 말한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 아연환산 나프틸에틸렌디아민법

시료중의 질소산화물을 오존 존재하에서 물에 흡수시켜 질산이온으로 만든다. 이 질산이온을 분말금속아연을 사용하여 아질산이온으로 환원한 후 술포닐 아미드(Sulfonilic Amide) 및 나프틸에틸렌디아민(Naphthyl Ethylene diamine)을 반응시켜 얻어진 착색의흡광도로부터 질소산화물을 정량하는 방법으로서 배출가스중의 질소 산화물을 이산화질소로 하여 계산한다.

이 방법은 시료중의 질소산화물 농도가 10~1,000 V/V ppm의 것을 분석하는데 적당하다. 1,000V/V ppm 이상의 농도가 진한 사료에 대해서는 분석용 시료용액을 적당량의 물로 묽게 하여 사용하면 측정이 가능하다. 이 방법에서는 2,000V/V ppm 이하의 아황산가스는 방해하지 않고 염소 이온 및 암모늄이온의 공존도 방해하지 않는다.

2.2 페놀디술폰산법

시료중의 질소산화물을 산화흡수제(황산+과산화수소수)에 흡수시켜 질산이온으로 만들고 페놀디술폰산을 반응시켜 얻어지는 착색액의 흡광도로부터 이산화질소를 정량하는 방법으로서 배출가스중의 질소산화물을 이산화질소로 계산한다.

이 방법은 시료중의 질소산화물 농도가 약 10~200 V/V ppm인 것의 분석에 적당하다. 200 V/V ppm 이상의 농도가 진한 시료에 대해서는 분석용 시료용액을 적당히 물로 묽게 하여 사용하면 측정이 가능하다.

이 방법은 무기질산염, 아질산염 또는 유기질소 화합물이 존재하면 분석결과에 정오차가 생기고, 할로겐 화합물은 부의 오차를 생기게 하는 경향이 있다.

3. 시료 채취방법

시료 채취방법은 제3장 제1절 제1항 2에 따른다.

비고 : 질소산화물 분석에 있어서는 시료가스 채취계통에서 질소산화물의 흡착 및 용해에 의한 손실 등에 대하여 고려할 필요가 있다.

4. 분석방법

4.1 아연 환산 나프틸에틸렌디아민법

4.1.1 시   약

⑴ 산  소

⑵ 술포닐아미드 혼합용액 : 술포닐아미드(Sulfonilic Amide) 3.33g을 정확히 달아 염산(1+1) 10□ 및 물 50□를 가하여 녹인다. 별도로 초산나트륨(3수염) 500g을 물 약 400□에 녹이고 먼저 조제한 술포닐아미드의 염산용액을 가한다 여기에 초산 또는 수산화나트륨 용액(10W/V %)을 가하여 pH 7±.0.1fh 조절한 후 물로 전체량을 1□로 한다.

이 용액은 담황색으로 착색될 때까지 사용한다.

⑶ 아연분말 : 시약 1급의 아연분말로서 질산이온의 아질산이온에의 환원율이 90% 이상인 것.

⑷ 염산(1+1) : 염산 1에 물 1을 섞는다.

⑸ 나프틸에틸렌디아민 용액 : N - (1 - Naphthyl) - Ethylene Diamine Dihydrochloride 0.1g을 물 100□에 녹인다.

⑹ 질산이온 표준액 : 105~110℃의 항온조에서 2시간 건조 후 냉각한 질산칼륨을 0.451g을 정확히 달아 1□ 메스플라스크에 넣고 물에 녹여 1□로 한다. 이 요액 10□를 1□ 메스플라스크에 취하고 물로 표선까지 채운다.

이 용액 1□는 1□ NO2(0℃, 760mmHg)에 상당한다.

4.1.2 장치 및 기구

⑴ 광도계 : 광전광도계 또는 고아전분광 광도계

⑵ 시료채취용 주사통 : 콕크가 붙은 용량 100□의 유리 주사통

⑶ 흡수액 주입용 주사통 : 용량 20□의 유리주사통

⑷ 오존발생장치 : 오존발생장치는 오존이 1V/V % 이상 얻어지는 것을 사용한다.

오존 발생장치의 보기는 그림 1과 같다.

A	: 네온트랜스	E	: 산소통

B	: 오존 발생병	F	: 삼방콕크

C	: 구리선 (지름 1□)	G	: 오존함유 산소출구

D	: 유량계	H	: 물을 채운병

그림 1  오 존 발 생 장 치

4.1.3 시료채취 및 분석용 시료용액의 조제

⑴ 시료 채취장치

시료 채취장치는 그림 2에 나타낸 구조이고 다음의 조건을 구비하여야 한다.

① 시료채취관은 배출가스중의 부식성 가스에 의해서 침식되지 않는 재질(보기를 들면 경질유리관, 석영관, 염소가스가 공존하지 않을 때는 스테인레스강관도 좋다)을 사용하여야 한다.

② 시료중에 먼지등이 섞여 들어가는 것을 방지하기 위하여 시료채취관의 도중에 적당한 여과재⑵를 넣는다.

③ 시료중의 수분이 응축되는 것을 방지하기 위하여 시료채취관 및 채취관에서 여과재가지의 사이를 가열하여야 한다.

A	: 시료 채취관	F	: 시료채취용 주사통

B	: 보온재료	G	: 건조제⑷

C	: 여과재⑵	H	: 흡인 펌프 또는 고무구

D	: 히이터⑶	I	: 아황산 가스흡수병⑸

E	: 실리콘 고무	J	:  빈  병

그림 2  시료 채취 장치

비고 : 시료채취 장치가 부압일때는 불소수지제 다이아프램 펌프를 가스채취용 주사통의 앞에 끼우고 정압으로서 가스를 채취하여야 한다.

주⑵ 여과재로서는 배출가스중의 성분과 화학반응을 일으키지 않는 재질(예 : 석영솜)을 사용하고 이산화질소와 반응할 수 있는 셀룰로스제 여과지 또는 알카리분을 함유한 유지레 용기는 사용해서는 안된다.

⑶ 배관은 될 수 있는 한 짧게 하고 수분의 응축을 방지하기 위해서 120℃이상 가열한다. 단 배관중에 수분이 응축할 염려가 없을 때는 가열을 생략하여도 좋다.

⑷ 건조제로서는 실리카겔 또는 염화칼슘 등의 입상 건조제를 사용한다.

⑸ 여기서 사용하는 아황산가스 흡수병은 과산화수소수(0.5%) 100□를 넣고 배출가스 중에 공존하는 아황산가스의 방해를 제거한다. 보통 액량 100□ 액면의 높이 약 60□로 하고 1~1.5□/분의 유량으로서 배출가스를 흐르게 했을 때 여기서 흡수되는 이산호질소의 양은 배출가스 중 이산화질소의 존재비가 적을 경우에는 무시할 수 있다

단, 이 흡수병을 통과하는 배출가스의 양은 아황산가스의 농도에 의해서 다르지만 30~50□마다 과산화수소수를 교환할 필요가 있다. 또 아황산가스 농도가 0.2V/V %이하일 때는 이것을 연결할 필요가 없다.

⑵ 시료의 채취

시료 채취장치에 콕크를 붙이 시료 채취용 주사통⑹을 연결한 다음 흡인펌프로서 시료를 1~1.5□/분의 속도로 흡인하여 배관중의 가스를 시료로서 충분히 치환한 다음 시료 채취용 주사통에 시료 약 50□를 1회에 채취하고⑺ 콕크를 닫는다

주⑹ 시료 채취용 주사통은 미리 물로서 내벽을 충분히 적시어 둔다.

⑺ 흡인은 1회에 행하고 배출 또는 재흡인을 해서는 안된다.

⑶ 분석용 시료용액의 조제

시료를 주입한 주사통을 떼어내고 주위의 온돆지냉각시킨 후 채취가스의 부피(V□)를 읽고 동시에 주위 온도(t℃)를 측정한다.

다음에 오존발생장치에서 얻어지는 오존함유량 1V/V%이상의 산소 30□를 흡인하고 콕크를 닫는다.⑶ 물 20□를 넣고 주사통(용량 20□)을 연결하고물을 주입한 후콕크를 닫고 주사통을 떼어낸다.

이것을 약 1분간 심하게 흔들어 섞고 질소산화물을 산화 흡수시켜 분석용 시  용액으로 한다.

주⑻ 오존 발생장치가 없을 경우는 공기 또는 산소를 사용해도 무방하다. 공기를 흡인할 때에는 3시간 동안, 산소를 흡이할 때에는 2시간 동안 시료를 방치해야 한다.

4.1.4 시험방법

⑴ 4.1.3 ⑶에서 조제한 분석용 시료용액을 100□메스플라스크에 씻어 넣고 술포닐아미드 혼합용액 15□를 가하여 혼합한다. 아연부말 0.50g⑼을 가하고 즉시 물을 표선까지 채우고 1분간 심하게 흔든다.⑽ 여과지(5B)를 사용하여 미반응의 연분말을 여과하여 제거한다. 여과액은 건조한 100□ 비어커에 받는다.

⑵ 처음의 여과액 약 20□는 버리고 다음의 여과액 20□를 25□메스플라스크에 정확히 분취한다.

염산(1+1) 3□를 가하고 나프틸에틸렌디아민 용액 1□를 가한 다음 물을 표선까지 채우고 잘 흔들어 섞는다.

⑶ 이 용액을 15~30℃에서 약 15분간 방치한 후 시료를 제외한 나머지 조작은 동일하게 행한 바탕시험 용액을 대조액으로 하여 파장 545nm 부근의 흡광도를 측정한다. 검량선으로부터 이산화질소의 부피를 구한다.

검량선의 작성 : 질산이온 용액 0~50□를 단계적으로 100□메스팔라스크에 취하고 이하 본문의 조작에 따라 조작하고 이산화질소량과 흡광도와의 관계선을 작성한다. 검량선은 아연분말 롯트가 변할 때는 다시 작성하는 것으로 하고 기타 필요에 따라 확인한다.

4.1.5 계  산

다음식에 의하여 시료중의 질소산화물의 농도를 이산화질소로 하여 유효숫자 두 자리 까지 산출한다.

[eqn: &C~=~ { nV} over {Vs } TIMES 1,000## &C``'`=` { C} over {1,000} ## &C`` prime `=`C TIMES { 46} over {22.4 }]

C	: 질소산화물의 농도(V/V ppm)

C'	: 질소산화물의 농도(V/V %)

C"	: 질소산화물의 농도(□/□)

n	: 분석용 시료용액의 희석배수

V	: 검량선에서 구한 이산화질소의 부피(□)

Vs	: 시료가스 채취량(□) (0℃, 760mmHg)

주⑼ : 아연분말의 종류에 따라서 첨가량이 분석치에 영향을 미칠때가 있으므로 정확한 양을 가하여야 한다.

⑽ : 아연분말의 종류에 따라서 혼합조건이 분석치에 영향을 미치므로 혼합조건을 항상 일정하게 하여야 한다.

4.2 페놀디술폰산법

4.2.1 시   약

⑴ 흡수액  : 1□ 메스플라스크에 물 약 800□를 넣고 여기에 황산 3□를 가하고 잘 흔들어 섞는다. 다음에 과산화수소수(30%) 10□⑾를 가하고 물로 표선까지  채운다. 이 흡수액은 서늘하고 어두운 장소에 보관하며 1개월 이상 경과한 것은 사용할 수 없다,

⑵ 암모니아수 : 새로운 시약을 사용한다.

⑶ 과산화수소수(30%)⑾ : 서늘하고 어두운 장소에 보관하여 사용한다.

⑷ 페놀디술폰산 용액 : 페놀 25g을 황산 150□에 가하고 물중탕에서 가열하여 녹인다. 식힌후 발연황산(유리 SO3 15~30%) 75□를 가하고 물중탕에서 2시간 가열하고 식힌후 갈색병에 넣어 보관한다.

이 용액은 색이 다소 있어도 바탕시험시에 사용하므로 차이가 없다.

⑸ 질산칼륨 표준액 : 105~110℃로 2시간 건조시킨 질산칼륨 0.451g을 정확히 달아 1□ 메스플라스크에 넣고 물에 녹인 후 표선까지 채운다.

이 표준액 1□는 0.01□ NO2(0℃, 760mmHg)에 상당한다.

⑹ 수산화나트륨 용액(4W/V%) : 수산화나트륨 42g을 물에 녹여 1□로 만든다.(사용시에 만든다.)

⑺ 황  산

주⑾ 과산화수소수(30%)의함량이 의심스러울 때는 다음과 같이 시험한다. 평량병에 물 약 5□를 넣고 이 무게를 정확히 단 다음 여기에 과산화수소수 약 1□를 넣고 무게를 정확히 단다.

이를 100□를 메스플라스크에 씻어 넣고 물을 가하여 100□로 한다. 이 중에서 20□를 분취하여 황산(1+15) 20□를 가하여 N/10 과망간산칼륨 용액으로 적정한다. 30초간 엷은 홍색이 소실 되지 않는 점을 종말점으로 한다.

N/10 과망간산칼륨 용액 1□는 0.001701g H2O2에 상당한다.

4.2.2 장치 및 기구

⑴ 광도계 : 광전광도계 또는 광전분광 광도계

⑵ 시료채취용 플라스크 : 그림 3에 나타낸 것과 같은 삼방콕크가 부착된 1□ 플라스크⑿

그림 3  시료채취용 플라스크의 보기

주(12) 이 플라스크는 물을 써서 부피법으로 내부 용적을 검정한다.

4.2.3 시료 채취 및 분석용 시료 용액의 조제

⑴ 시료 채취장치

시료 채취장치는 그림 4와 같은 기구로 연결하고 4.1.3 ⑴의 규정과 같은 조건을 구비하여야 한다.

A	: 시료 채취관	G	: 시료 채취용 플라스크

B	: 보온재	H	: 건조제

C	: 여과재	I	: 흡인펌프

D	: 히이터	J	: 세척병

E	: 삼방콕크(E1·E2)	K	: 진공 압력계

F	: 실리콘 고무관

그림 4  시료 채취 장치

⑵ 시료의 채취

① 시료 채취용 플라스크(이하 플라스크라 한다)에 흡수액 25□를 넣고 흡수액이 비등(沸騰)할 때까지 플라스크속⒀을 감압하고 바이패스만을 통하도록 콕크를 닫는다.

② 시료 채취장치에 플라스크를 그림4와 같이 연결하고 배관과 콕크가 시료의 온도로 가온되어 이슬이 생기지 않게 될 때까지 시료를 삼방콕크로 바이패스한다.

③ 시료를 채취하기 직전에 진공 압력계를 사용하여 플라스크내에 절대압력을 측정해 둔다. 또 동시에 플라스크 주위의 온도를 측정하여 둔다(그림 5)

④ 시료가 플라스크 내로 들어오도록 콕크를 돌리고 플라스크내에 시료를 채취한다.⒁ 다음에 콕크를 닫고 시료 채취장치에서 플라스크를 떼어낸 다음 1분간 흔든다.

하룻밤 방치(16시간 이상)하여 흡수액에 시료를 충분히 흡수시킨다.

그림 5  플라스크 보호상자

⑤ 하룻밤 방치한 후 1분간 흔든다. 채취한 시료의 부피를 보정하기 위해서 시료의 흡수가 끝났을 때에 기압과 실온을 측정 기록한다. 또한 시료의 흡수가 끝났을 때에 플라슼의 콕크 하나를 압력계(U자형)의 개방된 끝에 접속하고 큭크를 열어 압력계의 수은 레벨의 차이를 읽어 플라스크의 절대압력□을 구한다.

주⒀ 플라스크 콕크의 갈아 맞춤구멍 주위에 과잉의 그리이스를 바르지 않도록 한다. 또 그리이스는 수소를 함유하지 않는 불활성 폴리트리 플루오르 클로로 에틸렌그리이스(Poly tri-Fluoro-Chloroethylene Grease)(보기:플루오르카본계 그리이스 등)을 사용하는 것이 좋다.

이 그리이스가 많이 묻어 있는채 플라스크를 건조하면 고화되어 갈아 맞춤부가 나빠지므로 아세톤 등으로 닦아낸다.

⒁ 시료가 정압(正壓)일 때는 시료 채취관 출구에서의 개략적인 유량을 측정해 두고 그 유량과 플라스크 용량으로부터 대체적인 채취시간을 정한다. 부압(負壓)일 때는 대체로 15초 정도로 충분하다.

□ 플라스크내의 절대 압력은 그때의 기압에서 수은레벨의 차를 뺀 값이. (플라스크내의 수은 압력차가 정 일때는 기압을 가산하고 부 일때는 감산한다.)

비고 : 진공 압력계로 채취전의 절대압을 측정할 때 절대압이 76mmHg 이상일 때는 가스가 많이 새게되므로 그리이스를 다시 바르고 다시 진공펌프로 감압한다.

⑶ 분석용 시료 용액의 조제

4.2.3 ⑵의 조작에 의하여 얻어진 용액을 100□ 메스플라스크에 옮기고 다시 물로써 플라스크를 씻어 합친 용액을 100□로 하여 분석용시료 용액으로 한다.

⑷ 바탕 시험용 흡수액의 조제

흡수액 25□를 100□ 메스플라스크에 취하고 물로 표선까지 채운다.

4.2.4 시험방법

⑴ 분석용 시료용액 10□를 분취하여 200□ 자기증발접시(이하 증발접시라 한다)에 넣고 별도로 바탕시험용 흡수액 10□를 분취하여 증발접시에 넣어 바탕시험액으로 한다.

질소산화물 농도가 30V/Vppm 이하일 때는 플라스크 내용물의 전량을 증발접스에 옮겨 넣고 플라스크를 적당량의 물로 잘 씻고, 씻은액은 먼저의 증발접시에 합친다. 이 씻는 조작을 2~3회 반복한다.

이때 사용한 물의 전체량을 A(□)로 한다.

별도로 흡수액 25□를 다른 증발접시에 취하고 여기에 물 A(□)를 가하여 바탕시험액으로 한다.

⑵ 증발접시의 용액에 수산화나트륨 용액(2W/V%)을 리트머스 시험지로 알칼리성이 될 때까지 가한다.(16) 다음에 물중탕에서 증발 건고시키고 냉각 후 잔사에 폐놀디술폰산 용액 2□를 주의해서 소량씩 가하고 전체를 유리봉으로 잘게 부수어서 잔사가 용액과 잘 접촉하도록 한다.

다음에 물 1□와 황산 4방울을 가하고 때때로 저어주면서 3분간 물중탕(수욕)상에서 가열한다. 냉각후 물 10□를 가하고 잘 저어준다. 여기에 찬 암모니아수 15□를 가하고(17) 리트머스 시험지로서 암모니아수가 과잉으로 들어 있음을 확인 한다.

⑶ 즉시 직경 11□의 여과지(2종)로 용액을 거르고(18) 100□ 갈색 메스플라스크(19)에 넣는다. 증발접시는 소량의 물로 몇번 씻고 이 씻은 액은 여과지를 씻으면서 흘러보낸다. 이 씻은 액을 여과액에 가한 후에 물을 가하여 100□를 만든다.

⑷ 용액을 흡수셀에 옮겨넣고 광전광도계 또는 광전분광광도계를 사용하여 파장 400nm부근의 흡공도를 측정하고 검량선으로부터 이산화질소의 부피를 구한다.

대조액으로는 바탕시험용액을 본문에 따라 조작한 것을 사용한다.

검량선의 작성 : 질산칼륨 표준액 0~20□를 단계적으로 증발접시에 취하고 질소산화물 농도 300V/Vppm 이상일 때는 각각에 바탕시험용 흡수액(4.2.3 ⑷항) 100□를 질소산화물 농도 300V/Vppm 이하일 때는 25□를 가하고 이하 본문⑵~⑷에 따라 조작하고 이산화질소와 흡광도와의 관계선을 작성한다.

검량선은 필요에 따라 확인하며 새로 페놀디술폰산을 조제할 때도 확인한다. 또 분석용 시료용액의 흡광도를 측정할 때는 질산칼륨 표준용액 10□에 대하여 같은 방법으로 조작하여 검량선을 확인한다.

주(16) 수산화나트륨용액(4W/V%)의 첨가가 부족할 때는 증발건고시에 질산염의 손실이 있고, 과잉일 때는 잔사와 페놀디술폰산과의 접촉이 불충분하게 되어 비색 정량치의 변화원인이 되므로 적절하게 하여야 한다.

(17) 암모니아수를 적하(滴下)할 때는 중화열 때문에 용액이 끓게 되어 비산하는 경우가 있으므로 조심하여야 한다.

(18) 분석조작에 사용하는 여과지는 동일품종의 여과지를 사용하여야 한다. 농도가 진한 시료를 여과할 때 황색의 잔사가 나타나는 경우가 있다. 이때는 착색이 없어질 때까지 잘 씻어야 한다.

(19) 암모니아수를 첨가한 후 빛을 쪼이면 색이 짙어지므로 갈색 메스플라스크를 사용하지 않을 때는 흡광도 측정 직전까지 어두운 곳에 보관한다.

4.2.5 계   산

⑴ 시료 가스 채취량

건조 시료가스 채취량은 제3장 제1절 제1항(가스상 물질)의 4에 따른다.

⑵ 다음 식에 의하여 시료중의 질소산화물의 농도를 이산화질소로 하여 유효숫자 둘째자리까지 산출한다.

[eqn: &C~=~ { { 10}^{5 }nV } over {Vs } ## &C``'`=` { C} over {10,000 } ## &C` prime `=`C TIMES { 46} over {22.4 }]

C	: 질소산화물의 농도(V/Vppm)

C□	: 질소산화물의 농도(V/V %)

C"	: 질소산화물의 농도(□/□)

Vs	: 시료가스 채취량(□) (0℃, 760mmHg)

n	: 분석용 시료용액의 희석배수

V	: 검량선에서 구한 질소산화물(□)

□참고□ 자동측정기에 의한 질소산화물 연속측정법

측정방법	개 요	측정범위	방해물질
1. 화 학 발광법	일산화질소와 오존이 반응하여 이산화질소가 될 때 발생하는 발광강도를 590~875nm부근의 근적외선 영역에서 측정하여 시료중의 일산화질소의 농도를 측정하는 방법이다. 이산화질소는 일산화질소로 환원시킨후 측정한다.	0~1,000 ppm NO	이산화탄소
2. 적외선 흡수법	일산화질소의 5,300nm 적외선 영역에서 광흡수를 이용하여 시료중의 일산화질소의 농도를 비분산형 적외선분석계로 측정하는 방법이다. 이산화질소는 일산화질소로 환원시킨 후 측정한다.	0~1,000 ppm NO	수분, 이산화탄소
3. 자외선 흡수법	일산화질소는 195~230nm 이산화질소는 350~450nm부근에서 자외선의 흡수량 변화를 측정하여 시료중의 일산화질소 또는 이산화질소의 농도를 측정하는 방법이다.	0~1,000 ppm NO	아황산가스

제 9 항 이황산탄소(CS2)

1. 적용범위

이 시험방법은 화학반응 등에 따라 굴뚝으로부터 배출되는 가스중의 이황산탄소를 분석하는 방법에 관하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 흡광광도법

디에틸아민동 용액에서 시료가스를 흡수시켜 생성된 디에틸 디티오카바민산 등의 흡광도를 435nm의 파장에서 측정하여 이황화탄소를 정량한다. 이 방법은 시료가스채취량 10□인 경우 배출가스중의 이황화탄소 농도 3~60V/Vppm의 분석에 적합하다.

2.2 가스크로마토 그래프법

불꽃광도검출기(炎光光度檢出器 Flame Photometric Detector)를 구비한 가스크로마토그래프를 사용하여 정량한다. 이 방법은 이황화탄소농도 0.5V/V ppm이상의 분석에 적합하다.⑴

주⑴ 수소염이온화법(水素炎이온化法)에 의한 검출(FID)도 가능하며 2펜(two pen) 기록계로 양자(兩者)의 지시를 볼 수 있는 방식의 것이 편리하다.

비고 : 배출가스중에 포함된 황화합물의 대부분이 이황화탄소이어서 전황화합물로 측정해도 지장이 없는 경우에는 분리관을 생략한 불꽃광도 검출방식 연속분석계를 사용해도 좋다.

3. 시료 채취방법

시료 채취는 다음 사항에 주의하여야 하며 자세한 것은 제3장 제1절 제1항 2에 따른다.

⑴ 흡광광도법을 이용하는 경우에는 시료 채취장치의 보기를 제3장 제1절 제1항 그림 7에 , 가스크로마토 그래프법을 이용하는 경우에는 새료 채취장치의 보기를 제3장 제1절 제1항 그림 10에 나타내었다.

⑵ 채취관, 도관 등에는 경질유리, 불소수지관 등을 사용한다.

4. 분석방법

4.1 흡광광도법

4.1.1 시  약

⑴ 흡수액(디에틸아민도용액)

황산동(CuSO4·5H2O) 0.2g을 물에 녹여 1□로 하고 이 용액 10□에 디에티아민 염산염((C2H5)2NH·HCL) 0.75g을 가하여 암모니아수 0.5□ 및 구연산용액(150g/□) 1□을 가한후 에틸알코올(90V/V%)을 가하여 100□로 하여 잘 흔들어 섞는다.

⑵ 디에틸 카바민산나트륨 용액

디에틸 카바민산카트륨(Sodium Diethyl Dithio Carbamate) 0.2g을 물 10□에 녹여 불순물이 있으면 거르고 이 용액 1□를 100□ 메스플라스크에 취하여 에틸알코올(90V/V%)로 표선까지 채운후 갈색병에 보관한다. 조제후 1개월 이상 경과한 것은 사용해서는 안된다.

⑶ 표준발색원액

황산동(CuSO4·5H2O) 0.557g을 100□ 메스플라스크에 취하고 구연산 용액(50g/□) 2□ 및 암모니아수 3□를 가하여 녹이고 증류수로 표선까지 채운다. 이 용액 1□를 100□ 메스플라스크에 취하고 구연산 용액(50g/□) 1□를 가한 다음 에틸알코올(90V/V%)을 표선까지 채우고 표준발색원액으로 한다. 이 표준발색원액 1□는 0.01□CS2(0℃, 760mmHg)에 해당한다.

4.1.2 장   치

⑴ 광도계

광전광도계 또는 광전분광광도계

4.1.3 시료의 채취

⑴ 여과판 또는 여과공이 달린 흡수병 3개를 준비해서 한 개는 초산카드뮴용액(10g/□) 50□를 넣어 황화수소를 제거하기 위한 전처리병으로 하고 다른 2개는 흡수액 50□씩을 넣어 흡수병으로 하여 순서대로 연결한다.

⑵ 시료 흡인속도는 0.1□/분 정도로 하고 시료채취량 10□(이황화탄소농도가 100V/V ppm 이상일 때는 시료 채취량은 2□로 충분하다)정도로 한다.

⑶ 시료 흡수가 끝나면 2개의 흡수병중의 흡수액을 200□ 메스플라스에 옮겨 넣고 다시 흡수병을 흡수액으로 씻어 그 액을 합쳐 흡수액으로 표선까지 채워서 이것을 분석용 시료용액으로 한다.

4.1.4 시험방법

흡수액을 대조액으로 하여 분석용 시료용액의 흡광도를 파장 435nm 부근에서 측정해서 미리 만들어 놓은 검량선으로부터 이황화탄소농도(□/□)를 구한다.

검량선의 작성 :

50□ 메스플라스크에 표준발색 원액을 단계적으로 (0, 5, 10 ,15□) 취하여 디에틸디티오카바민산나트륨 용액으로 표선까지 채우고 디에틸디티오카바민산나트륨 용액을 대조액으로 하여 이하 본문에 기술한 방법과 동일한 조작을 하여 이황화탄소농도(□/□)와 흡광도와의 관계선을 작성한다.(섞은 후 5분이상 지나면 용액의 발색도는 안정해 진다.)

4.1.5 계   산

시료중의 이황화탄소 농도는 다음 식으로 계산한다.

[eqn: &C~=~ { A TIMES 200} over { Vs} TIMES 1,000## &C``'`=`C TIMES { 1} over {1,000 }]

A	: 검량선으로부터 구한 이황화탄소농도(□/□)

C	: 시료중의  이황화탄소농도(V/Vppm)

C'	: 시료중의 이황화탄소농도(V/V%)

Vs	: 건조시료가스량(□)

4.2 가스크로마토 그래프법

4.2.1 장   치

⑴ 가스크로마토 그래프 검출기

불꽃광도 검출기

⑵ 운반가스

순도 99.99% 이상의 질소 또는 순도 99.8% 이상의 헬륨

⑶ 연료가스

수소(1급 또는 2급)

⑷ 조연가스

공기 또는 산소(양쪽 다 이황화탄소를 포함하지 않은 것)

⑸ 분리관

유리관(사용전에 산으로 세척함) 또는 불소수지관(가스누출이 없도록 한것)

⑹ 분리관 충전재

중성의 규조토 담체(백색규조토 탐체는 일반적으로 강알칼리성이기 때문에 또 내화벽돌 및 단열벽돌의 파쇄물은 화학적 활성이 강하기 때문에 사용해서는 안된다) 또는 불소수지 담체(화학적 활성이 적어 시료의 손실은 적으나 분리능력은 떨어진다)에 적당한 고정상 액체를 침지시킨 것. 보기를 들면 1, 2, 3 트리스(2-시아노에톡시) 프로판을 규조토 담체에 25% 침지시킨 것으로 또는 폴리페닐에텔 5%와 정인산 0.05%를 규조토 담체에 침지시킨 것

4.2.2 시료채취

시료채취는 시료도입장치 또는 동등한 채취장치를 사용한다. 미리 시료 50□ 이상을 흘려보낸 다음 시료가스 일정량(1~5□)을 채취해서 바로 크로마토그래프에 도입한다.

4.2.3

⑴. 분석조건의 설정

검량선용 표준액은 용매를 사용할 때 용매의 피이크 끝과 이황화탄소의 피이크와는 될 수 있으면 서로 분리되는 분석조건을 택한다. 그 한예를 다음에 기술한다.

① 분리관

내경 3□, 길이 3~5m

② 분리충전재

1, 2, 3-트리스(2-시아노에톡시) 프로판을 규조토 담체(입도 149~177□)에 25% 침지시킨다.

③ 분리관 온도

70~80℃

④ 운반가스 유량

30~50□/분

⑤ 연반가스 유량

40~150□/분

⑥ 조연가스 유량

40~150□/분(공기인 경우)

⑵ 정   량

정량용 표준액으로서 이황화탄소의 n-핵산용액을 도입한 시료가스 중의 예상되는 이황화탄소량에 상당하는 양이 포함되도록 농도를 1배, 10배, 100배의 3종류의 용액을 사용해서 소정의 분석조건을 일정량을 도입한다.

양대수 그래프 용지에 농도와 피이크 높이와의 관계를 취하여 그 직선의 구배로 부터 피이크높이=K(농도)n의 n을 구한다. 다음에 각 농도의 이황화탄소 피이크 면적 A를  다음에 의해 구한다.

[eqn: A`=` { h}^{ { n} over {1 } } TIMES Wh]

A	: 피이크 높이

Wh	: 기선으로부터 [eqn: { h} over { { 2}^{n } }]의 높이의 피이크 폭

이 피이크 면적과 이황화탄소량(□)과의 관계선을 작성한다. 다음에 시료를도입해서 얻어진 크로마토그램상의 이황화탄소의 피이크에 대하여 같은 조작을 하여 피이크면적을 계산하여 미리 작성해 놓은 검량선을 사용해서 이황화탄소를 정량한다. 또한 이 조작은 검량선의 작성 및 시료가스의 측정조작을 모두 동일분석조건(동일분리관, 동일온도, 동일유량)으로 행한다.(분리관을 떼어 놓거나, 장치를 정지하거나 또는 조건을 변경했을 경우에는 새로운 검량선을 작성한다.)

⑶ 바탕시험

분성을 함에 있어서는 미리 사용 용매를 2~3회 이상 주입하여 정량대상 성분 또는 방해성분이 용출하지 않는가를 확인한다.

4.2.4 계   산

다음 식에 따라 이황화탄소 농도를 구한다.

[eqn: C`=` { 2.95 TIMES Ws} over {Vs } TIMES 100]

C	: 시료중의 이황화탄소농도(V/V ppm)

Ws	: 검량서으로부터 구한 시료중의 이황화탄소량(□)

Vs	: 건조시료가스량(□)(0℃, 760mmHg)

제 10 항  포름알데히드

1. 적용범위

이 시험방법은 합성수지공장, 염료공장 및 포름알데히드 제조공장 등에서 굴뚝 등으로 배출되는 배출가스 중에 포함되어 있는 포름알데히드의 분석방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 크로모트로핀산(Chromotropic Acid) 법

포름알데히드를 포함하고 있는 배출가스를 크로모트로핀산을 함유하는 흡수 발색액에 포집하고 가온하여 발색시켜 얻은 자색발색액의 흡광도를 측정하여 포름알데히드 농도를 구한다.

다른 포름알데히드의 영향은 0.01%정도, 불포화알데히드의 영향은 수% 정도이다. 측정범위는 배출가스량 60□일 때 0.01~0.2ppm이다. 배출가스량 및 흡수액량을 적당히 선택하면 100ppm 정도까지도 측정할 수 있다.

2.2 아세틸 아세톤(Acetyl Acetone) 법

포름알데히드를 포함하고 있는 배출가스를 아세틸아세톤을 함유하는 흡수 발색액에 포집하고 가온하여 발색시켜 얻어진 황색 발색액의 흡광도를 측정하여 포름알데히드 농도를 구하는 방법이다.

아황산가스가 공존하면 영향을 받으므로 흡수발색액에 염화제이수은과 염화나트륨을 가한다. 다른 알데히드에 의한 영향은 없다. 측정범위는 배출가스량 60□일 때 0.02~0.4ppm이다.

3. 시료채취방법

3.1 시료채취 위치

시료 채취위치는 대표적인 시료가 채취되는 점, 예컨대 가스유속이 심하게 변하지 않고 분진 등이 퇴적하지 않으며 또한 수분이 적은 곳을 선택하여야 한다.

3.2 시료채취장치

시료채취장치는 다음 조건을 구비한 것으로 그 구성의 보기는 그림 1과 같다.

⑴ 시료채취관은 연도의 중앙에 오도록 끼워 넣는다.

⑵ 배출가스 중의 먼지가 혼합되는 것을 방지하기 위하여 시료 채취관의 적당한 곳에 여과재를 넣어둔다.

⑶ 배관속에 수분이 응축하는 경우가 있을 때는 시료 채취관을 120℃ 이상 가열하여야 한다.

⑷ 시료 채취관에서 흡수병까지의 도관은 될 수 있는대로 짧게 한다.

A	: 시료가스 채취관	G	: 유량조절 밸브(콕크)

B	: 여과재	H	: 밀폐식 흡인펌프(1~5□/분)

C	: 3방 콕크	I	: 습식가스미터(1회전 1~5□)

D	: 흡수병	J	: 히이터

E	: 세척병	K	: 온도계

F	: 트랩(유리솜으로 채움)	L	: 압력계

그림 1  시료채취 장치

4. 분석방법

4.1 크로모트로핀산법

4.1.1 시약

⑴ 흡수발색액 : 크로모트로핀산 1g을 80% 황산에 녹여 1000□로 한다.

⑵ 포름알데히드 표준용액

포르말린(특급 함량 37%이상) 약 1.3□에 물을 가하여 1000□로 만든 것을 표준원액으로 한다. 이 액의 농도는 다음의 방법으로 구한다.

원액 5□를 유리마개가 았는 100□ 삼각플라스크에 취하고 5N 수산화칼륨용액 1□를 가하고 섞은 후 N/100 요오드용액 20□를 가한다. 마개를 하고 상온에서 15분간 방치한 후 5N 황산 2□를 가하고 여분의 요오드를 N/티오황산나트륨 용액으로 적정한다. 바탕시험은 물 5□에 대하여 같은 조작을 한다.

N/100 티오황산나트륨용액 1□ = 0.1501□ HCHO

[eqn: 표준용액 1□~=~ { (B-T)f} over { 5} TIMES 0.1501□(HCOH)]

B	: 바탕시험에 사용한 N/100 티오황산나트륨용액 적정수(□)

T	: 원액 5□에 사용한  N/100 티오황산나트륨용액 적정수(□)

f	: N/100 티오황산나트륨용액의 역가(Factor)

표준원액 일정량을 취하여 물로 묽혀 1□중 13.38□의 포름알데히드가 포함되도록 용액을 조제하여 표준용액으로 한다.(사용시 조제)

포름알데히드 표준용액 1□ = 0.01□ HCHO

(0℃, 760mmHg)

⑶ N/100 티오황산나트륨용액 : 제6항 염소 4.1.2 ⑷에서 조제한 용액을 10배 희석하여 사용한다.

4.1.2 분석용 시료용액의 조제

흡수액 10□를 흡수관에 취하여 1□/분의 유량으로 시료가스를 채취하여 분석용 시료로 한다.

4.1.3 시험방법

분석용 시료용액 10□ 및 표준용액 0.5□에 흡수 발색액을 가하여 10□로 한 표준비색 용액을 각각 별도의 시험관에 취하고 끓는 물중탕에서 10분간 가열한다. 물로 식힌후 파장 570nm부근에서 10□셀을 사용하여 각각의 흡광도를 측정한다. 대조액으로는 흡수발색액 10□를 같은 방법으로 처리하여 사용한다.

4.1.4 계   산

다음 식에 의하여 시료중의 포름알데히드 농도를 구한다.

[eqn: 포름알데히드~농도(ppm)`=`5 TIMES { A} over { As} TIMES { 1} over {Vs }]

A	: 분석용 발색액의 흡광도

As	: 표준 발색액의 흡광도	Vs	: 건조시료 가스량(□)

4.2 아세틸 아세톤 법

4.2.1 시   약

⑴ 흡수발색액

초산암모늄 75g을 물에 녹이고 빙초산 1.5□, 아세틸 아세톤 1□ 및 물을 가하여 500□로 한 용액에 염화나트륨 0.1g과 염화제이수은 0.25g을 물에 녹여 500□로 한 용액을 가한다.

⑵ 포름알데히드표준용액 : 4.1.1 ⑵에 따른다.

⑶ N/100 티오황산나트륨 용액 : 4.1.4 ⑶에 따른다.

4.2.2 분석용 시료용액의 조제

흡수액 10□를 흡수관에 취하고 1□/분의 유량으로 시료가스를 채취하여 분석용 시로 한다.

4.2.3 시험방법

분석용 시료용액 10□와 흡수발색액에 표준용액 1.0□를 가하여 10□로 한 표준비색용액을 각각 별도의 시험관에 취하고 끓는 물중탕 속에서 10분간 가온한다. 물에서 식힌 후 파장 420nm부근에서 10□셀을 사용하여 각각의 흡광도를 측정한다. 대조액은 흡수발색액 10□를 같은 방법으로 처리하여 사용한다.

4.24 계   산

다음 식에 의하여 시료중의 포름알데히드 농도를 구한다.

[eqn: 포름알데히드~농도(ppm)~=~10 TIMES { A} over {As} TIMES { 1} over { Vs}]

A	: 분석용 시료발색액의 흡광도

As	: 표준 발색액의 흡광도

Vs	: 건조시료 가스량(□)

제 11 항  황  화  수  소

1. 적용범위

이 시험방법은 화학반응 등에 따라 굴뚝 등에서 배출되는 배출가스 중의 황화수소를 분석하는 방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 흡광광도법(메틸렌 블루우 법)

시료중의 황화수소를 아연아민착염 용액에 흡수시켜 P-아미노디메틸아닐린 용액과 염화제이철 용액을 가하여 생성되는 메틸렌 블루우의 흡광도를 측정하여 황화수소를 정량한다. 이 방법은 시료중의 황화수소가 5~1,000 ppm 함유되어 있는 경우의 분석에 적합하며 선택성이 좋고 예민하다. 또 황화수소의 농도가 1,000ppm 이상인 것에 대하여는 분석용 시료용액을 흡수액으로 적당히 희석하여 분석에 사용할 수가 있다.

2.2 용량법(요오드 적정법)

시료중의 황화수소를 아연아민착염 용액에 흡수시킨 다음 염산산성으로 하고, 요오드 용액을 가하여 과잉의 요오드를 티오황산나트륨 용액으로 적정하여 황화수소를 정량한다. 이 방법은 시료중의 황화수소가 100~2,000ppm 함유되어 있는 경우의 분석에 적합하다. 또 황화수소의 농도가 2,000ppm 이상인 것에 대하여는 분석용 시료 용액을 흡수액으로 적당히 희석하여 분석에 사용할 수가 있다.

이 방법은 다른 산화성가스와 환원성가스에 의하여 방해를 받는다.

3. 시료 채취방법

3.1 시료채취 위치

시료의 채취 위치는 대표적인 가스가 채취될 수 있는 점, 예컨대 가스의 윳고이 심하게 변하지 않는 위치를 선택하여야 한다.

3.2 시료 채취 장치

시료 채취장치는 그림1의 보기와 같고 다음의 조건을 구비하여야 한다.

□ 시료 채취량이 1~20□의 경우

A	: 시로가스 채취관	L	: 압력계

B	: 여과재	F	: 트랩(유리솜 채움)

C	: 3방 콕크	G	: 유량조절 밸브(콕크)

D	: 흡수병	H	: 밀폐식 흡인펌프(1~5□/분)

E	: 세척병[수산화나트륨	I	: 습식가스미터(1회전 1~5□)

(20W/V%) 50□를 넣는다]	K	: 온도계

J	: 히이터

□ 시료 채취량이 100~1,000□의 경우

A	: 시료채취관	E	: 흡수병(1□)

B	: 여과재	F	: 세척병[수산화나트륨(20W/V%)

C	: 흡수관	50□를 넣는다]

D	: 주사통	G	: 흡인펌프 또는 고무구

H	: 히이터

※ E를 쓰는 경우에는 C와 E를 잇는다.

그림 1  시료채취장치

⑴ 시료 채취관은 배출가스 중의 황화수소에 의하여 부식되지 않는 재질, 예를들면 유리관, 석영관, 불소수지관 또는 스테인레스강을 쓴다.

⑵ 시료중의 분진이 혼입되는 것을 방지하기 위하여 시료 채취관의 적당한 곳에 유리솜이나 유리필터와 같은 여과재를 넣는다.

⑶ 배관중에 수분이 응축할 염려가 있는 경우에는 시료 채취관과 흡수병까지의 사이를 120℃로 가열하여야 한다.

⑷ 시료 채취관에서 흡수병까지의 도관은 될 수 있는대로 짧게 한다. 또 흡수병은 직사광선을 피하여 저장한다.

3.3 시료의 합수

⑴ 흡수병은 경질유리로 만들어진 것으로 그림 2에 보기를 나타낸다.

□ 흡수액 50□의 경우	□ 흡수액 10□의 경우

그림 2  흡  수  병

⑵ 흡수병은 시료 채취량이 1~20□인 경우에는 □를 2개 준비하고, 각각에 흡수액을 50□씩 넣는다. 시료 채취량이 100~1,000□인 경우에는 □를 1개 준비하여 흡수액 10□를 넣는다.

⑶ 흡수병에 시료를 도입하기 전에 바이패스 등을 써서 도관속을 시료가스로 충분히 치환해 두어야 한다. 흡수장치까지의 도관이 긴 경우에는 특히 주의가 필요하다.

⑷ 시료 채취량과 흡인속도는 적용하는 방법 및 황화수소농도에 따라서 표1에 따라 정한다.

⑸ 시료의 양을 측정할 때에는 가스량 측정 위치에서 동시에 온도와 압력을 측정해 둔다.

표 1                       시료채취량 및 흡인 속도

황화수소의 농도(ppm) 분석방법 의 종류	5 ~ 100		100 ~ 2,000
	채 취 량	흡 인 속 도	채 취 량	흡 인 속 도
요오드적정법	-	-	10~20□	1□/분
메틸렌블루우법	1~10□	0.1~0.5□/분	100□~1□	100□/분

4. 분석방법

4.1 흡광광도법(메틸렌블루우법)

4.1.1 시  약

⑴ 흡수액 : 황산아연(ZnSO4·7H2O) 5g을 물 약 500□에 녹이고 여기에 수산화나트륨 6g을 물 약 300□에 녹인 용액을 가한다. 이어 황산암모늄 70g을 저으면서 가하고 수산화아연의 침전이 녹으면 물을 가하여 전량을 1□로 한다.

⑵ p - 아미노디메틸아닐린 용액

p - 아미노디메틸아닐린 - 2 - 염산염 0.1g을 황산(1+3) 100□에 녹인다.

⑶ 염화제이철 용액 : 염화제이철(FeCl3·6H2O) 1g을 황산(1+99) 100□에 녹인다.

⑷ 황화수소 표준액 : 황화나트륨 약 1g을 물에 녹여서 100□로 하고 그의 10□를 취하여 요오드용액(N/10) 25□와 염산 1□를 가하고 뚜껑을 닫고 10분간 방치한 다음 녹말지시약을가하고 N/10 티오황산나트륨 용액으로 적정한다. 이때의 적정값을 a□로 한다. 별도로 바탕시험을 하여 그의 적정값을 b□로 한다. 곧 황화나트륨 용액[eqn: LEFT { { 89.3} over {(b-a)f} RIGHT } □] (여기서 f는 N/10 티오황산나트륨 용액의 역가)를 취하여 물로서 100□로 하고 그의 5□를 취하여 여기에 흡수액을 가하여 1□로 하고 이것을 황화수소표준액으로 한다. 이 황화수소 표준액 1□는 H2S 0.5□(0℃, 760mmHg)에 상당한다.

⑸ 요오드 용액(N/10) : 요오드화 칼륨 40g에 물 약 25□를 가하여 녹인 다음 요오드 약 13g을 가하고다시 물 약 1□와 염산 3방울을 가한다.

⑹ N/10 티오환산나트륨 요액 : 4.2.1 ⑶에 따른다.

4.1.2 분석용 시료용액의 조제

시료의 흡인을 끝낸후 내용액을 250□ 플라스크에 옮기고 흡수병을 흡수액으로 씻어서 합친 다음, 다시 흡수액을 가하여 250□로 하여 분석용 시로용액으로 한다. 이들 조작은 모두 직사일광을 피해서 할 필요가 있다. 다만, 이와 같이하여 조제한 황화수소의 농도가 0.5□/□ 이상인 경우에는 용액의 일부를 취하고 흡수액으로 묽게 하여 분석용 시료 용액으로 한다.

4.1.3 시험방법

분석용 시료용액과 황화수소 표준액 각 20□를 25□ 메스플라스크에 취하고 p-아미노디메틸아닐린 용액 2□를 가한 다음 뚜껑을 하여 조용히 뒤집어서 혼합하고(흔들어서는 안된다) 곧 염화제이철 용액 1□를 가하여 다시 마개를 하고, 조용히 뒤집어서 혼합한 다음, 물을 넣어 25□로 한다.

상온 부근의 일정온도에서 30분간 보존한 다음, 이것을 10□셀에 옮기고 광전광도계 또는 광전분광 광도계로 제2장 제3항에 따라서 파장 670nm 부근의 흡광도를 각각 측정한다.

대조액은 흡수액에 대하여 같은 방법으로 조작한 것을 쓴다.

4.1.4 계   산

다음의 식에 따라서 시료중의 황화수소의 농도를 계산한다.

[eqn: &C~=~ { 0.5 TIMES { A} over {As } TIMES 250n } over {Vs }## &C``'`=` { C} over {10,000 }]

C	: 시료중의 황화수소의 농도(ppm)

C'	: 시료중의 황화수소의 농도(%)

Vs	: 건조시료 가스량(□)

n	: 분석용 시료용액 250□를 조제한 다음 다시 묽게한 경우의 희석배수

A	: 분석용 시료용액의 흡광도

As	: 황화수소 표준액의 흡광도

4.2 용량법(요오드 적정법)

4.2.1 시   약

⑴ 흡수액 : 4.1.1 ⑴에 따른다.

⑵ 요오드용액(N/20) : 요오드화 칼륨 40g에 물 약 25□를 가하여 녹인 다음 요오드 약 13g을 가하고 다시 물 약 1□와 염산 3방울을 가한다. 이중 500□를 취하여 물을 가하여 1□로 한다.

⑶ N/10 티오황산나트륨 용액 : 티오황산나트륨(Na2S2O3·5H2O) DIR 26g과 탄산나트륨(무수) 약 0.2g을 탄산을 함유하지 않는 물 약 1□에 녹이고 이소아밀알코올(Iso amyl Alcohol) 약 10□를 가하여 잘 저어 섞은 후 2일간 방히한 후 다음과 같이 표정하여 사용한다.

표정 : 120~140℃로 건조한 요오드산 칼륨(표준시약) 1~1.5g을 정확히 달아 물에 녹여 정확히 250□로 만든다. (250□ 메스플라스크를 쓴다)  이 용액 25□를 유리마개가 있는 플라스크에 취하고 요오드화칼륨 2g과 항산(1+5) 5□를 가한후 바로 마개를 닫고 조용히 흔들어 녹인 후 어두운 곳에 5분간 방치한다. 물 100□를 가하여 유리된 요오드를 N/10 티오황산나트륨 용액으로 적정한다. 적정의 종말점부근에서 액이 엷은 황색으로 되었을 때 전분 용액 3□를 가하여 생긴 청색이 없어질 때를 종말점으로 한다.

⑷ N/20 티오황산나트륨 용액 : ⑶의 용액을 2배로 묽혀 사용한다.

⑸ 녹말지시약(1%) : 가용성 전분 1g을 소량의 물과 섞어 끓는 물 100□중에 잘 흔들어 섞으면서 가한다.

약 1분간 끓인 후 식혀서 사용한다.

4.2.2 시험방법

시료의 흡인이 끝난후 내용액을 유리마개가 있는 500□ 삼각플라스크에 옮기고 흡수병을 물로 씻어 씻은 액을 원액에 합친다음 요오드용액(N/20) 50□와 염산 3□를 가한 후 마개를 하고 10분간 방치한다. 과잉의 요오드를 N/20 티오황산나트륨 용액으로 적정한다.

액이 엷은 노랑색이 되면 녹마지시약 1□를 가하고 다시 적정을 계속하여 무색이 된 점을 종말점으로 한다. 따로 흡수액 100□를 취하여 같은 방법으로 조작을 하여 바탕시험을 한다.

4.2.3 계   산

다음 식에 따라 시료중의 황화수소의 농도를 계산한다.

[eqn: &C~=~ { 0.56 TIMES (b-a)f } over {Vs } TIMES 1,000## &C``'`=`C TIMES { 1} over {10,000 }]

C	: 시료가수 중의 황화수소의 농도(ppm)

C'	: 시료가스 중의 황화수소의 농도(%)

a	: N/20 티오황산나트륨 용액의 소비량(□)

b	: 바탕시험에 있어서 N/20 티오황산나트륨 용액의 소비량(□)

f	: N/20 티오황산나트륨 용액의 역가

Vs	: 건조시료 가스량(□)

제 12 항  불 소 화 합 물

1. 적용범위

이 시험방법은 굴뚝 등에서 배출되는 배출가스 중의 무기 불소화합물을 불소 이온으로 분석하는 방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 흡광광도법(란탄-알리자린 콤플렉손법 La Alizarin Complexon)

시료 흡수액을 일정량으로  물게 한 다음 완충액을 가하여 pH를 조절하고 란탄과 알리자린 콤플렉손을 가하여 이때 생기는 색의 흡광도를 측정하는 방법이다. 이 방법에서의 정량범위는 HF로서 6~35□이다.

2.2 용량법(질산토륨 - 네오트린법)

이 방법은 불소 이온을 방해이온과 분리한 다음 완충액을 가하여 pH를 조절하고 네오트린을 가한 다음 질산나트륨 용액으로 적정한다. 이 방법에서의 정량범위는 HF로서 0.6~4.2□이다.

3. 시료 채취방법 및 분석용 시료의 조제방법

3.1 시료의 채취위치

시료의 채취위치는 대표적인 가스를 채취할 수 있는 점, 예컨대 가스의 유속이 심하게 변하지 않고 먼지 등이 모이지 않으며 수분이 적은 곳을 선택하여야 한다.

3.2 새료 채취장치

시료의 채취장치는 그림 1에 보기를 나타낸 것과 같으며 다음의 조건을 구비하여야 한다.

⑴ 시료 채취관은 배출가스중의 무기 불소 화합물에 의하여 부식되지 않는 재질의 관, 예를 들면 불소수지관, 스테인레스강관, 구리관 등을 사용한다.

⑵ 시료 채취관은 굴뚝과 직각으로 접속하고 시료 채취관의 앞끝을 굴뚝의 중앙부까지 넣고 흡수병까지의 거리는 될 수 있는 대로 짧게 한다.

⑶ 시료중에 먼지가 혼입되는 것을 막기 위하여 시료 채취관의 적당한 곳에 여과재를 넣는다. 단, 여과재는 사불화에틸렌제 등 불소화합물의 영향을 받지 않아야 한다.

⑷ 시료중의 무기 불소 화합물과 수분이 응축하는 것을 막기 위하여 시료 채취관 및 시료 채취관에서부터 흡수병까지의 사이를 140℃이상으로 가열해 준다.

⑸ 시료 채취관에서부터 흡수병까지의 가열부분에 있는 접속부는 갈아 맞춘것으로하고 고무관 등으로 접속해서는 안된다.

A	: 시료채취관	H	: 세척병(수산화나트륨 용액(20%) 50□를 넣는다.)

C	: 히이터	I	: 진공펌프

D	: 여과재	J	: 습식 가스미터(1회전 1~5□)

E1	: 흡수병	K	: 온도계

E2	: 흡수병	L	: 압력계

F	: 3방 콕크	M	: 구면 갈아맞춤

G	: 건조제	N	: 콕크

그림 1  시료 채취장치

3.3 시료의 흡수

시료는 다음와 같이 수산화나트륨 용액에 흡수시켜(시료가스 흡수액) 무기 불소화합물을 불소 이온으로 하여 분석한다.

⑴ 흡수병은 그림 2에 나타내는 장치의 하나를 쓴다.

⑵ 흡수병은 그림 2□를 쓰는 경우에는 2개 이상을 준비하고 각각에 흡수액으로 수산화나트륨 용액(N/10) 50□씩을 넣는다. 또 □를 쓰는 경우에는 1개를 쓰고 흡수액을 70~100□ 넣는다.

⑶ 시료의 온도가 비교적 높은 경우에는 흡수병을 냉각중탕에 넣어둔다.

⑷ 흡수병에 시료를 도입하기 전에 배관속을 시료로 충분히 치환해 두어야 한다. 흡수병까지의 배관이 긴 경우에는 특히 주의할 필요가 있다.

⑸ 시료의 홉인 속도는 1~2□/분 정도로 한다. 채취하는 시료의 양은 시료중의 무기 불소 화합물의 농도에 따라서 표 1에 나타내는 양을 채취한다.

□ 용량 250□	□ 용량 250□ 킬달플라스크

그림 2  흡  수  병

표 1                    채 취 가 스 량 의  기 준 표

예상 HF 농도(ppm)	1	10	100	1,000
예상 F 농도(□/□)	0.8	8	80	800
용 량 법(□)	500	200~200	10~20	10
흡 광 광 도 법(□)	100~200	10~20	10	10

⑹ 시료 채취량의 측정위치에서 동시에 가스의 온도와 압력을 측정한다.

4. 분석방법

4.1 흡광광도법(란탄-알리자린콤플렉손법)

4.1.1 불소이온의 분리

불소이온은 다음과 같이 하여 증류법으로 방해이온과 분리한다. 또한 방해이온의 영향이 없음이 명확한 경우에는 이 조작을 생략할 수가 있다.

⑴ 개   요

시료 흡수액을 가열 농축한 다음 증류장치에 옮기고 규사(硅砂)와 과염소 산을 가한 다음 수증기 증류법에 의하여 불소 이온을 불화 실리콘산으로 증류 분리하고 이 용액을 분석용 시료용액으로 한다.

⑵ 시  약

① 과염소산 : 함유량 60~62%

② 규    산 : 미리 과염소산을 가하고 끓인 것

⑶ 장   치

그림 3과 그림 4에 나타낸 것

⑷ 시험방법

A법 : 흡수법으로서 흡수병□를 쓰는 경우

① 흡수병 □ 속의 시료가스 흡수액을 증발접시에 옮긴다.

다시 흡수병은 소량의 물로 씻고 그 씻은 액도 증발접시에 합친다.

② 증발접시를 가열하여 액량을 약 30□로 농축한다.

③ ②의 용액을 증류 플라스크 D에 옮긴다.

다시 증발접시는 물로 씻고 그 씻은 액은 증류플라스크에 합친다.

④ ③의 용액속에 모래 약 1g과 과염소산 15□를 넣은 다음 그림 3 또는 그림 4와 같이 조립한다.

⑤ 수증기를 보내서 증류플라스크를 가열하여 130~140℃에서 증류한다.

⑥ 유출액을 200~250□ 모으고 물을 가하여 전량을 250□로 하여 분석용 시료용액으로 한다.

B법 : 흡수병으로서 흡수병 □를 쓰는 경우

① 흡수병 □속의 시료흡수액을 그대로 강려하여 액량을 약 30□되게 농축한다.

② ①의 흡수병 속에 약 1g의 규사와 과염소산 15□를 가한 다음 그림 3 또는 그림 4와 같이 조립한다.

③ 이하 A법의 ⑤ ⑥과 같이 조작하여 분석용 시료용액으로 한다.

A	: 수증기 발생기	G	: 안전관

B	: 가열대	H	: 고무관

C	: 비등석	I	: 온도계(360℃까지)

D	: 증류플라스크 또는 흡수병	J	: 깔대기

E	: 냉각기	F	: 메스플라스크(250□)

그림 3  불소이온 분리장치(보기 1)

A	: 수증기 발생기	E	: 냉각기

B	: 가열대	F	: 메스플라스크(250□)

C	: 트랩	I	: 온도계

D	: 증류플라스크 또는 흡수병	J	: 깔대기

그림 4  불소이온 분리장치(보기 2)

4.1.2 분석방법

⑴ 시   약

① 불소이온 표준원액 : 불화 나트륨(NaF) 0.187g을 물에 녹여서 전량을 1□로 하고 폴리에틸렌병에 보관한다. 이 용액 1□는 불화수소(HF) 0.1□에 상당한다.

② 불소 이온 표준용액 : ①의 불소이온 표준원액 10□를 취하고 물을 가하여 전량을 100□로 하고 폴리에틸렌병에 보관한다. 이 용액 1□는 불화수소(HF) 0.01□에 상당한다.

③ 알리자린 콤플렉손 용액(M/500) : 알리자린콤플렛손{(1.2-디히드록시-3-안드

라퀴노닐) 메틸아민-N, N-2초산,             (CH3COOH)2} 0.192g을 물 약

100□중에 현탄시킨 다음 될 수 있는 한 소량의 수산화나트륨 요액(2M)을 가하여 완전히 녹인다. 이 용액에 염산(N/100)을 가하여 pH 4.5가 되도록 조절⑴한 다음 물을 가하여 전량을 250□로 한다.

주⑴ pH 4.5에서는 용액의 색이 자주색에서 적색으로 변한다.

④ 질산란탄용액(M/100) : 질산란타{La(NO3)3·6H2O} 4.33g을 물에 녹여서 전량을 1□로 한다.

⑤ 완충액 : 초산나트륨(CH3COONa·3H2O) 100g을 물 약200□에 녹인 다음 초산(약 11□)을 가하고 충분히 섞어서 pH를 정확히 5.2로 조절한 다음 물을 가하여 전량을 1□로 한다.

⑥ 아세톤

4.1.3 기   구

광전광도계 또는 광전분광광도계

4.1.4 시험방법

시료흡수액을 250□ 메스플라스크에 옮기고 물을 가하여 전량을 250□로 하고 이의 적당량(불소로서 5~30□)을 50□ 메스플라스크에 분취하고 물을 가하여 약 20□로 한다.

이 용액에 알리자린콤플렉손 용액(M/500) 5□, 완충액 3□, 질산란탄 용액(M/100) 1□를 가한다. 이 용액에 아세톤을 가하여 전량을 50□로 한다.

상온에서 60~90분간 방치한 다음 이 용액의 일부를 흡수셀에 옮겨 담고 바탕시험액⑵을 대조액으로 하여 파장 620nm부근의 흡광도를 측정하여 미리 작성한 검량선에서 불화수소의 양을 구한다.

검량선의 작성 : 검량선은 불소이온 표준액 0~5□를 단계적으로 50□ 메스플라스크에 취하고 이하 본문과 같이 조작하여 불화수소량과 흡광도와의 관계선을 작성한다.

주⑵ : 바탕시험용액은 불소 이온을 함유하지 않는 흡수액 약 20□를 50□메스플라스크에 취하고 이하 본문과 같이 조작하여 얻은 용액이다.

4.1.5 계   산

불화수소의 양은 다음 식에 따라서 소수점 4자리까지 계산을 하여 3자리 값을 얻는다.

[eqn: C`=` { { A}_{F } TIMES 250/v } over {Vs } TIMES 1,000]

C	: 불화수소의 농도(ppm)

AF	: 흡광도에서 구한 불화수소의 양(□)

Vs	: 건조시료 가스량(□)

250	: 시료용액 전량(□)

v	: 분취한 액량(□)

4.2 용량법(질산토륨-네오트린법)

4.2.1 불소이온의 분리

4.1.1 (불소이온의 분리)에 따른다.

4.2.2 분석방법

⑴ 시  약

① 불소이온 표준액 : 불화나트륨(NaF) 0.187g을 물에 녹여서 전량을 1□로 한고 폴리에틸렌병에 보관한다. 이 용액 1□는 불화수소(HF) 0.1□에 상당한다.

표정 : 불소이온 표준액 20□를 적정용 비이커에 취하고 알리자린 술폰산용액(0.04W/V%)을 2~3방울 가한 다음 질산(N/10) 또는 수산화나트륨(N/10)으로 황색이 될 때까지 중화하고 이어서 네오트린용액 1.0□와 완충액 2.0□를 정확하게 가하고 다시 물을 가하여 전량 을 50□로 한다. 이 용액을 N/10 질산토륨용액으로 적정한다. 종말점은 용액의 색이 분홍색에서 지속성의 자수색으로 변할 때로 한다

적정속도는 2□/분 정도가 적당하다. 이 적정에 쓰인 N/10 질산토륨 용액의 양을 a□로 한다.

한편, 불소 이온을 함유하지 않는 물 50□를 위의 방법에 따라 적정을 하여 이 적정에 쓰인 N/10 질산토륨의 양을 b□로 하여 다음 식에 따라서 N/10 질산토륨용액 1□에 상당하는 불화수소의 양을 계산한다. N/10 질산토륨용액 1□에 상당하는 [eqn: 불화수소의~ 양(□)~=~{2.0 } over {a`-`b}]

으로 한다.

② N/10 질산토륨용액 : 질산토륨{(th (NO3)·4H4O)} 13.80g을 물에 녹여서 전량을 1□로 한다.

③ 알리자린술폰산 용액(0.04W/V%) : 알리자린술폰산 나트륨(1.2-디옥시안드라퀴논 술폰산나트륨, Sodium Alizarine Sulfonate) 40□을 물에 녹여서 전량을 100□로 한다.

④ 네오트린 용액(0.05V/W%) : 네오트린{2-(1.8-디히드록시-3.6-디술포-2-나프틸 아조) 벤젠아르손산 2 나트륨} 0.05g을 물에 녹여서 100□로 한다. 약 1개월간은 안전하다.

⑤ 완충액 : 개미산 92g을 물에 녹여서 전량을 1□로 한다.(A액)

또 수산화나투륨 80g을 물에 녹여서 전량을 1□로 한다.(B액)

A액 100□속에 B액을 충분히 저어서 혼합시켜 가면서 가하여(약 30□) pH를 정확히 3.0으로 조절한다. 이 혼합액에 물을 가하여 전량을 200□로 한다.

⑥ 질산(N/10) : 질산 6.5□에 물을 가하여 전량을 1□로 한다.

⑦ 수산화나트륨(N/10) : 수산화나트륨 약 4.0g을 물에 녹여서 전량을 1□로 한다.

⑵ 기   구

① 적정용비이커 : 지름 30~35□, 높이 120□인 비이커를 쓰며 50□를 나타내는 표선이 있는 것

② 마이크로 뷰렛 : 용량 2~3□인 것

③ 자력교반기 : 100~200□를 저을 수 있는 것

⑶ 시험방법

4.2.1에서 방해이온과 분리한 분석용 시료용액(방해이온의 분리를 하지 않은 경우에는 시료가스 흡수액을 250□ 메스플라스크에 옮겨 담고 물을 가하여 전량을 250□로 한 용액)에서 그의 적당량(불소로서 약 0.5~4.0□)을 적정용 비이커에 취하고 알리자린술폰산 용액(0.04W/V%) 2~3방울을 가한 다음 질산(N/10)으로 황색이 될 때까지 정확히 중화한다.

다음에 네오트린 용액(0.05W/V%) 1.0□ 및 완충액 2□를 가한다. 여기에 물을 표선까지 가하여 전량을 50□로 한 다음 마이크로 뷰렛을 써서 N/10 질산토륨 용액으로 적정한다. 이때 종말점은 용액의 색이 핑크에서 지속성 자주색으로 변하는 점으로 하고 적정속도는 2□/분 정도가 적당하다. 이 적정에 쓰인 N/10 질산토륨용액의 양을 a□로 한다. 한편, 불소이온을 함유하지 않는 물 50□를 위의 방법에 따라 적정하여 이 적정에 쓰인 N/10 질산토륨 용액의 양을 b□로 한다.

4.2.3 계   산

다음의 식에 따라서 불화 수소의 농도를 구한다.

[eqn: C`=` { (a-b) TIMES 250/v} over {Vs } `TIMES `f `TIMES `1,000]

C	: 불화 수소의 농도(ppm)

a	: N/10 질산토륨 용액의 적정에 쓰인 양(□)

b	: 비탕시험에 있어 N/10 질산토륨 용액의 적정에 쓰인 양(□)

f	: N/10 질산토륨 용액 1□에 상당하는 불화수소의 양(□)

Vs	: 건조시료 가스량(□)

v	: 분취한 액량(□)

5. 결과의 표시

배출가스의 무기 불소호합물은 불화수소(HF)(ppm)로 표시한다.

비고 : 위 이외의 것은 다음의 계산에 의해서 구할 수 있다.

표 시	단 위	계 산 식
HF	%	[eqn: C``'`=`C TIMES { 1} over {10,000 }]
HF	□/□	[eqn: C``'`=`C TIMES { 20} over {22.41}]
F	□/□	[eqn: C``'`=`C TIMES { 19} over {22.41}]

C : 분석으로 구한 불화수소의 농도(ppm)

제 13 항  시안화수소

1. 적용범위

이 시험방법은 화학반응 등에 따라 굴뚝 등에서 배출되는 배출가스중의 시안화 수소를 분석하는 방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 질산은 적정법

이 방법은 시안화 수소를 흡수액에 흡수액에 흡수시킨 다음 질산은 용액으로 적정하여 시안화 수소를 정량한다.

시료 채취량 50□인 경우 시료중의 시안화 수소의 정량 범위는 5~100ppm이다. 또한 100ppm이상인 경우에는 시료 채취량을 줄이든가 또는 분석용 시료용액의 분취량을 가감하여 분석에 사용한다.

이 방법은 할로겐 등의 산화와 가스의 영향을 무시할 수 있는 경우에 적용한다.

2.2 피리딘 피라졸론법

이 방법은 시안화수소를 흡수액에 흡수시킨 다음 이것을 발색시켜서 얻은 발색액에 대하여 흡광도를 측정하여 시안화수소를 정량한다. 이 방법은 시료 채취량 100~1,000□인 경우 시안화 수소의 농도가 0.5~100ppm인 것의 분석에 적합하다. 또 0.5ppm 이하인 경우에는 시료 채취량을 맑게 하고 한편 100ppm이상인 경우에는 분석용 시료용액을 흡수액으로 묽게 하여 사용한다.

이 방법은 할로겐 등의 산화성 가스와 황화수소 등의 영향을 무시할 수 있는 경우에 적용한다.

3. 시료 채취위치

시료의 채취위치는 대표적인 시료가 채취되는 점, 예컨대 가스의 유속이 심하게 변하지 않고 분진등이 퇴적하지 않으며 또한 수분이 적은 곳을 선택하여야 한다.

4.. 분석방법

4.1 질산은 적정법

4.1.1 시   약

⑴ 흡수액 : 수산화 나트륨 20g을 물에 녹여서 1□로 한다.⑴

⑵ p-디메틸 아미노 벨질리덴 로다닌의 아세톤 용액 : p-디메틸 아미노 벤질리덴 로다닌(p-Dimethyl Amino Benzylidene Rhodanine) 0.02g을 아세톤 100□에 녹인다.

⑶ 초산(10V/V%)

⑷ 수산화나트륨용액(2W/V%)

⑸ N/100 질산은 용액 : 제5항 5.2.1 ⑵항의 N/10 질산은 용액을 10배로 희석하여 쓴다.

주⑴ 흡수액은 4.1.2 ⑵의 비고를 만족시키기 위하여 시료중의 산성가스의 농도에 따라서 수산화 나트륨용액의 농도를 1N(40g/□) 정도까지 적당히 높여서 쓴다.

4.1.2 시료의 채취 및 분석용 시료용액의 조제방법

⑴ 시료의 채취장치

시료의 채취장치는 그림 1에 나타내는 기구를 가지며 다음의 조건을 구비하여야 한다.

① 시료 채취관은 배출가스 중의 부식성 가스에 침식되지 않는 유리관, 석영관 또는 스테인레스강관 등의 재질을 써야 한다.

② 시료중의 분진 등의 혼입을 막기ㅣ 위하여 시료 채취관의 적당한 곳에 여과재료, 예를 들면 알칼리가 없는 유리솜, 유리종이 또는 유리 여과재를 넣는다.

③ 시료중의 수분이 응축하는 것을 막기 위하여 시료 채취관에서부터 흡수병에 이르는 사이를 가열⑵하여야 한다.

주⑵ 배관은 되도록 짧게하고 배관속에서 수분의 응축을 막기 위하여 120℃이상 가열한다. 이때 수분의 응축이 없을 경우에는 가열을 생략하여도 좋다.

⑵ 시료의 채취방법

① 흡수병을 2개 준비하고 각각에 흡수액 70~80□씩을 넣는다.

② 흡수병은 여과판 또는 여과기가 있는 용량 220□인 것을 쓴다.

A	: 시료채취관	H	: 트  랩

B	: 히이터	I	: 밀폐식 흡인펌프(5□/분)

C	: 여과재	J	: 유량조절콕크

D	: 실리콘 고무	K	: 습식가스미터(1회전 1~5□)

E	: 3방 콕크	L	: 온도계

F	: 흡수병	M	: 압력계

G	: 바이패스용 세척병⑶

그림 1  시료 채취장치

주⑶ 바이패스용 세척병에는 수산화 나트륨 용액(20%)을 적당히 넣는다.

보기를 그림 2에 나타낸다.

③ 시료의 채취장치는 될 수 있는 대로 채취위치에 가까이 놓는다.

시료가  비교적 고온인 경우와 수증기가 많이 함유하는 경우에는 흡수병을 냉각중탕에 넣어둔다.

④ 흡수병에 시료를 도입하기 전에 바이패스를 써서 배관속을 시료로 충분히 치환해 두어야 한다.

채취 장치까지의 배관이 긴 경우에는 특히 주의할 필요가 있다.

⑤ 시료의 흡인속도는 약 0.5~1□/분으로 한다. 시료가스 흡인량은 10~50□ 정도로 하고 시료중의 시안화 수소의 농도에 따라서 적당히 증감한다.

⑥ 시료량의 측정과 동시에 가스의 온도와 압력을 측정해 둔다.

비고 : 공존 산성가스에 의한 포집율의 저하를 막기 위하여 시료의 채취가 끝났을 때에 제2흡수병 속의 용액의 pH가 12이상이 되어 있어야 한다.

그림 2  흡  수  병

⑶ 분석용 시료용액의 조제

흡수가 끝난 다음 흡수병 속의 용액을 250□ 메스플라스크에 옮기고 다시 흡수병을 씻어서 그 씻은 액도 가한 다음 물을 가하여 250□로 하고 분석용 시료용액으로 한다.

4.1.3 시험방법

분석용 시료용액 v□(일반적으로 100□)를 300□ 비어커에 분취하고 수산화나트륨 용액(2W/V%) 또는 초산(10W/V%)을 가하고 pH미터를 써서 pH를 11~12로 조절한다.⑷ 다음에 p-디메틸 아미노 벨질리덴 로다닌의 아세톤 용액 0.5□를 가하고 잘 흔들어 섞어가면서 N/100질산은 용액으로 적정하여⑸ 용액의 색이 황색에서 적색이 되는 점을 종말점으로 한다. 별도로 같은 조작으로 바탕시험을 한다.

주⑷ 황화물이 공존하는 경우에는 탄산납을 가하여 황화납으로서 침전시켜 거르고 염화물이 공존하는 경우에는 암모니아수(28%) 1□를 가하고 그후 각각 pH를 조절한다.

⑸ 적정은 5□의 갈색 마이크로 뷰렛을 사용하여 행한다.

4.1.4 계   산

다음 식에 따라서 시료중의 시안화수소의 농도를 유효숫자 2자리까지 계산한다.

[eqn: &C~=~ { 0.448 TIMES (a`-`b) TIMES f TIMES { 250} over {v } } over {Vs } TIMES 1,000## &C``'`=` { C} over {10,000 }]

C	: 시안화 수소의 농도(ppm)

C'	: 시안화 수소의 농도(V/V%)

a	: N/100 질산은 용액의 소비량(□)

b	: 바탕시험에 있어서 N/100 질산은 용액의 소비량(□)

f	: N/100 질산은 용액의 역가(Factor)

v	: 분석용 시료용액의 분취량(□)

Vs	: 건조시료 가스량(□)

4.2 피리딘 피라졸론법

4.2.1 시   약

⑴ 흡수액 : 수산화나트륨 20g을 물에 녹여서 1□로 한다.

⑵ 클로라민T용액 : 클로라민T 1.25g을 물에 녹여서 100□로 한다.(사용시에 조제한다.)

⑶ 피리딘-피라졸론용액 : 1-페닐-3-메틸-5-피라졸몬(1 - Phenyl - 3 - Methy l - 5 - Pyrazolone) 0.25g을 75℃의 물 100□에 녹여서 실온까지 냉각하고(이때 완전히 녹지 않아도 무방하다) 여기에 비스-1-페날-3-메틸-5-피라졸론(Bis-1-Phenyl-3-Methyl-5-Pyrazonlone) 0.02g을 피리딘 20□에 녹인 용액을 가하여 섞는다.(사용시에 조제한다.)

⑷ p-디메틸 아미노 벤질리덴 로다닌의 아세톤 용액 : p-디메틸 아미노 벤질리덴 로다닌(p-Dimethyl Amino Benzilidene Rhodanine) 0.02g을 아세톤 100□에 녹인다.

⑸ 초산(10V/V%)

⑹ 페놀프탈레인용액(0.1W/V%) : 페놀프탈레인(Phenolphthalein) 0.1g을 에틸알코올(Ethyl Alcohol)(95V/V%) 90□에 녹이고 물을 가하여 100□로 한다.

⑺ N/10 질산은 용액 : 제5항 5.2.1 ⑵항의 N/10 질산은 용액을 사용한다.

⑻ 인산염 완충액(pH 6.8) : 인산일칼륨(KH2PO4) 3.40g과 인산이나트륨(Na2HPO4) 3.55g을 물에 녹여서 전량을 1□로 한다.

⑼ 시안화수소용액 : 시안화칼륨(KCN) 약 2.5g을 물에 녹여서 1□로 한다. 이 용액은 사용할 때에 다음 방법으로 표정한다.

표정 : 본 용액 100□를 정확하게 취하여 지시약으로서 p-디메틸 아미노 벨질리덴 로다닌의 아세톤 용액 0.5□을 가하고 N/10 질산은 용액으로 적정하여 용액의 색이 황색에서 적색이 되는 점을 종말점으로 하여 다음 식에 따라서 시안화수소용액 1□ 속의 시안화수소의 □수를 계산한다. 시안화수소용액 1□는 HCN 0.0448×a×f□(0℃, 760mmHg)에 상당한다.

f : N/10질산은 용액의 역가

a : N/10질산은 용액의 소비량(□)

⑽ 시안화수소 표준원액 : 시안화수소용액[eqn: {10.0} over {0.0448 TIMES a TIMES f }□]를 취하여 수산화나트륨용액(1N) 100□를 가하고 다시 물을 가하여 전량을 1□로 한다.(사용시에 조제한다.) 시안화수소 표준원액 1□는 HCN 0.01□(0℃, 760mmHg)에 상당한다.

⑾ 시안화수소 표준액 : 시안화수소 표준원액 1.0□를 50□ 메스플라스크에 취하여 흡수액 20□를 가하고 지시약으로 페놀프탈레인용액(0.1W/V%) 한방울을 가한후 초산(10V/V%)으로 중화한 다음 물을 가하여 50□로 한다.

이 표준액은 사용시에 조제한다.

이 시안화수소 표준액 1□는 HCN 0.0002□(0℃, 760mmHg)에 상당한다.

4.2.2 시료의 채취 및 분석용 시료용액의 조제방법

⑴ 시료의 채취장치

시료의 채취장치는 그림 3에 나타낸 것과 같은 기구를 갖고 4.1.2 ⑴과 같은 조건을 구비하여야 한다.

⑵ 시료의 채취방법

① 흡수관 1개를 준비하고 여기에 흡수액 20□를 넣는다.

② 흡수관은 모세관 노즐이 붙은 것으로 쓴다. 보기를 그림 4에 나타낸다.

③ 흡수관은 시료를 도입하기 전에 배관을 시료로 충분히 치환해 두고 약 100□를 약 1분간에 주사통에 흡인한다. 시료가 100□ 이상 필요한 경우에는 3방콕크 K를 조작하여 주사통으로 반복하여 흡인한다.

④ 시료채취시의 실온(t℃)을 측정해 둔다.

A	: 시료채취관	G	: 주사통

B	: 히이터	H	: 세척병

C	: 여과재	I	: 건조제(입상실리카겔, 염화칼슘 등)

D	: 실리콘 고무	J	: 흡인펌프 또는 고무구

E	: 콕  크	K	: 3방 콕크

F	: 흡수관

그림 3  시 료 채 취 장 치

⑶ 분석용 시료용액의 조제

시료를 흡인한 시료용액을 50□ 메스플라스크에 옮기고 여기에 지시약으로 페놀프탈레인용액(0.1W/V%) 1방울을 가하고 초산(10V/W%)으로 중화한 다음 물을 가하여 50□로 하여 분석용 시료용액으로 한다.

4.2.3 시험방법

분석용 시료용액과 시안화수소표준액 10□씩을 마개가 있는 시험관에 취하여 각각에 인산염 완충액 5□와 플로라민T용액 0.25□를 가하고 곧 마개를 닫고 조용히 혼합하고 2~3분간 방치한다.

다음에 피리딘-피라즐론 용액 5□를 가하여 혼합하고 약 25℃로 50분간 방치하여 발색시키고 이 액을 각각 10□셀에 옮겨 놓고 파장 620nm 부근에서 흡광도를 측정하여 각각 A와 As로 한다.

대조액으로는 물 10□를 본문과 같이 조작한 것을 쓴다.

그림 4  흡  수  관

4.2.4 계  산

다음식에 따라서 시료의 시안화수소의 농도를 유효숫자 2자리까지 계산한다.

[eqn: &C~=~ { 0.0002 TIMES { A} over {As } TIMES 50 } over { { Vs} over {1,000 }} ## &C``'`=` { C} over {10,000 }]

C	: 시안화 수소의 농도(ppm)

C'	: 시안화 수소의 농도(V/V %)

As	: 시안화 수소 표준액의 흡광도

A	: 분석용 시료용액의 흡광도

Vs	: 건조시료 가스량(□)

.

다

이

것

는

하

량

정

를

소

수

화

안

시

여

하

용

이

을

색

발

한

의

에

응

반

의

음

다

은

법

방

이

‥

고

참

제 14 항  브롬화합물

1. 적용범위

이 시험방법은 화학반응 등에 수반하여 굴뚝 등에서 배출되는 가스중의 브롬(Br2) 및 브롬화 수소(HBr) 등의 무기브롬 화합물 중의 총브롬의 분석에 관한 방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 흡광광도법(티오시안산 제2수은법)

배출가스중 비롬화합물을 수산호나트륨 용액에 흡수시킨 후 일부를 분취해서 산성으로 하여 고망간산 칼륨용액을 사용하여 브롬으로 산화시켜 4염화탄소(CCl4)로 추출한다. 4염화탄송층에 물과 황산제2철 암모늄 용액 및 티오시안산 제2수은 옹액을 가하여 발색한 물층의 흡도를 측정해서 브롬을 정량하는 방법이다. 이 방법은 배출가스 중의 염화수소 110V/V ppm, 염소 10V/Vppm 및 아황산가스 50V/Vppm까지는 포함되어 있어도 영향이 없다. 아황산가스 50V/Vppm이상 포함되어 있을 경우는 광망간산칼륨 용액을 가함으로서 그 영향을 제거할 수 있다.

2.2 적정법(차아염소산염법)

배출가스 중 브롬화합물을 수산화나트륨 용액에 흡수시킨 다음 브롬을 차아염소산 나트륨 용액을 사용하여 브롬산이온으로 산화시키고 과잉의 차아염소산염은 개미산나트륨(Sodium Formate)으로 환원시켜 이 브롬산 이온을 요오드 적정법으로 정량하는 방법이다. 이 방법은 시료용액 중에 요오드가 공존하면 방해되나 보정에 의해 그 영향을 제거할 수가 있다.

표 1                          측   정  범  위

분 석 방 법	시료가스채취량(□)	측정범위(V/V ppm)
		HBr 로서	Vr2로서
적 정 법	20	0.2 ~ 50	0.1 ~ 25
흡 광 광 도 법	20	0.2 ~ 35	0.1 ~ 18

표 1에 표시한 측정범위 이외의 경우는 시료가스 채취량을 적절히 증감한다.

3. 시료채취방법

시료채취는 다음 사항에 유의하여 제3장 제1절 제1항 2에 따른다.

3.1 시료 채취 위치

시료 채취위치는 대표적인 시료가 채취될수 있는 위치로 다음 조건을 구비한 위치를 선택한다.

⑴ 가스의 유속이 현저하게 변하지 않는 위치

⑵ 먼지가 쌓이지 않는 위치

⑶ 수분이 적은 위치

3.2 시료의 채취장치

시료의 채취장치는 그림 1에 표시한 구조로서 다음 조건을 구비하여야 한다.

⑴ 시료채취관은 배출가스 중의 부식성 가스에 의해 부식되지 않는 유리관, 석영관 등의 재질을 사용한다.

⑵ 시료중에 분진 등이 혼입하는 것을 방지하기 위하여 필요에 따라 시료채취관의 앞 끝에 무알카리의 석영제여과재(예 유리섬유, 유리여과기 또는 유리여과관)를 넣어 둔다.

⑶ 시료중에 수분이 응축하는 것을 방지하기 위하여 배관은 될 수 있는 대로 짧게 하고 배관중에서의 수분의 응축을 방지하기 위하여 120℃이상 가열한다.

다만, 수분의 응축이 없을 경우는 가열을 생략한다.

A	: 채취관	G	: 펌  프

B	: 도 관	H	: 유량조절콕크

C	: 여과재(필요할 때 넣는다)	I	: 가스미터

D	: 콕  크	J	: 압력계

E	: 흡수병	K	: 온도계

F	: 가스건조탑

그림 1  시료 채취장치

3.3 시료의 채취

⑴ 흡수액은 수산화나트륨용액(0.4W/V %)으로 한다.

⑵ 흡수병(내부용적 100□)을 준비하여 흡수액 35□를 넣어 둔다.

⑶ 시료채취장치는 채취위치의 가까운 곳에 두고 시료가 고온인 경우 및 수증기를 많이 함유하고 있을 경우 흡수병을 냉각조에 넣어 둔다.

⑷ 시료 흡인속도는 약 1□/분으로 한다.

시료 채취량은 분석방법의 종류에 따라 20~30□로 하고 시료의 브롬농도에 다라 적절히 증감한다.

⑸ 시료채취후 콕크를 닫고 흡수병에서 가스미터까지의 장치가 움직이지 않도록 채취관을 주의하여 들어내고 채취관과 도관을 흡수액 약 3□씩을 사용하여 3회정도(합계 약 10□) 씻고, 씻은 액을 흡수병 중의 흡수액에 가하고 이것으로 시료를 흡수한 흡수액으로 한다.

⑹ 채취가스량의 측정과 동시 유량계에서 가스온도 및 압력을 측정해 둔다.

4. 분석방법

4.1 흡광광도법(티오시안산 제2수은법)

4.1.1 시   약

⑴ 흡수액

수산화나트륨 0.4g을 물에 녹여 100□로 한다.

⑵ 브롬이온표준원액

110℃에서 한시간 건조한 브롬화 칼륨(Potassium Bromide) 0.372g을 달아 물에 녹여 정확히 250□로 한다. 이 용액 1□는 브롬이온 1□을 포함한다.

⑶ 브롬이온 표준액

브롬이온 표준원액 25□를 250□ 메스플라스크에 넣고 물로 표선까지 채운다.

⑷ 요오드화 칼륨용액(0.13W/V%)

요오드화 칼륨(Potassium Iodide) 0.33g을 물에 녹여 250□ 메스플라스크에 넣고 물로 표선까지 채운다.

⑸ 과망간산 칼륨용액(0.32W/V %)

과망간산 칼륨(Potassium Permanganate) 0.79g을 물에 녹여 250□ 메스플라스크에 넣고 물로 표선까지 채운다.

⑹ 티오시안산 제2수은

질산제2수은 5g에 질산 8□를 가하고 물을 가하여 200□로 한다. 여기에 황산제2철 암모늄용액 3□를 가하여 약간 착색이 될 때까지 티오시안산 칼륨용액(4W/V%)을 적가한다. 생성된 침전물을 유리여과기(G3)로 거르고 물로 수회 씻은 다음 자연건조 시킨다.)

⑺ 티오시안산 제2수은 메틸알코올 용액

티오시안산 제2수은 0.3g을 메틸알코올(Methyl Alcohol)(95V/V%) 50□에 녹인 다음 100□ 메스플라스크에 넣고 메틸알코올(95V/V%)로 표선까지 채운다. 이 용액은 갈색병에 넣어 보관해야 한다.

비고 : 시판되는 티오시안산 제2수은을 그대로 사용할 때는 사용되는 시약에 따라 검량선을 구해둘 필요가 있다.

⑻ 황산 제2철 암모늄 용액

황산 제2철 암모늄 6g을 질산(1+1) 100□에 녹여 갈색병에 넣어 보관한다.

⑼ 황산(1+1)

⑽ 4염화탄소

4.1.2 장   치

광전광도계 또는 광전분광광도계

4.1.3 시험방법

⑴ 시료를 흡수한 흡수액을 50□ 메스플라스크에 넣고 흡수병은 훕수액으로 씻어 씻은 액을 합한 다음 훕수액으로 표선까지 채우고 이 용액을 분석용 시료용액으로 한다.

⑵ 분석용 시료용액 10□를 분취해서 20□ 분액깔때기에 넣고 요오드화 카륨용액 0.2□와 황산(1+1) 0.4□ 그리고 과망간산 칼륨용액(0.32W/V%) 1.0□를 가하여 잘 혼합한 다음 10분간 방치한다.

⑶ 여기에 4염화탄소 5□를 가하여 2분간 심하게 흔들어 분리한 후 하층의 4염화탄소 층을 다른 분액깔대기에 옮겨 넣는다. 다시 4염화탄소 5□를 가하여 추출하고 4염화탄소층을 합한다.

⑷ 여기에 물 10□와 황산 제2철 암모늄 용액 2□ 그리고 티오시안산제2수은 메틸알코올 용액 1□를 각각 정확히 가하여 1분간 심하게 흔든다. 물층을 분리해서 셀에 넣고 수분후 파장 460nm의 흡광도를 측정한다.

대조액으로는 물 10□에 황산제2철 암모늄용액 2□와 티오시안산제2수은 메틸알콜용액 1□를 가하여 잘 흔들어 혼합한 용액을 사용한다.

검량선의 작성 :	50□ 분액깔때기에 브롬이온표준액을 0, 0.5, 1, 3 및 5□를 취하여 각각 10□되게 한다. 여기에 요오드화칼륨용액 0.2□를 가하여 ⑵~⑷까지의 조작을 하여 브롬이온농도와 흡광도와의 관계선을 작성해 둔다.

비고 : 1. 4염화탄소층과 물층과의 분리는 가능하면 완전하게 한다.

2. 배출가스중에 미량이라도 존재할 수 있다고 생각되는 아황산가스가 50V/Vppm이상 공존하면 10V/Vppm 증가할 때마다 과망간산 칼륨용액 0.1□를 여분으로 가한다.

3. ⑷에서 발색된 액의 색은 발색후 2시간까지는 안전하다.

4. 온도의 영향은 약간 있으므로 흡광도를 측정할 때의 온도는 검량선을 작성했을 때의 온도와의 차가 5℃이상 되게 하지 말아야 한다.

5. 분리한 4염화탄소층에 물 10□와 황산제2철 암모늄용액2□ 그리고 티오시안산 제2수은 메틸알코올용액 1□를 가하여 발색시킬 때 염소 이온이 혼입되지 않도록 주의해야 한다.

4.1.4 계   산

다음 식에 따라 계산한다.

[eqn: &C~=~a TIMES { 50} over {1,000 } TIMES { 1,000} over {Vs } ### &C``'`=`a TIMES { 50} over {1,000 } TIMES { 0.140 TIMES 1,000} over {Vs } ### &C`` prime `=`a TIMES { 50} over {1,000 } TIMES { 0.277 TIMES 1,000} over {Vs }]

50	: 분석용시료 용액의 총량(□)

C	: 시료중의 총브롬(Br)의 농도(□/□)

C'	: 시료중의 총브롬(Br2로 환산)의 농도(V/Vppm)

C"	: 시료중의 총브롬(HBr로 환산)의 농도(V/Vppm)

a	: 검량선에서 구한 분석용 시료용액중의 브롬 이온 농도(W/Vppm)

Vs	: 건조시료 가스량(□)

4.2 적정법(차아염소산염법)

4.2.1 시   약

⑴ 흡수액

4.1.1 ⑴에 따른다.

⑵ N/10 티오황산나트륨 용액

제6항 (염소) 4.1.2⑷에 따른다.

⑶ N/100 티오황산나트륨 용액

N/100 티오황산나트륨 용액 50 f □를 500□ 메스플라스크에 취하여 물로 표선까지 채운다. 이 용액은 냉암소에 보관해야 하며 1개월이상 지나면 사용해서는 안된다. f는 N/10 티오황산나트륨의 역가이다.

⑷ 1N 차아염소산 나트륨 용액

차아염소산 나트륨 용액(Sodium Hypochlorite Solution) (6~8%)을 다음과 같이 표정하여 농도C(N)를 구하고 100/C □를 100□ 메스플라스크에 넣고 물로 표선까지 채운다.

이 용액은 갈색병에 넣어 냉암소에 보관하고 1개월 이상 지나면 사용해서는 안된다.

표정 : 유리마개가 있는 300□ 삼각플라스크에 차아염소산 나트륨용액 1.0□를 취하여 물 50□를 가하고 요오드화 칼륨 2g과 초산 (1+2) 2□를 가한다. 이때 유리된 요오드를 N/10 티오황산나트륨용액으로 적정한다. 용액의 색깔이 담황색으로 변화하면 전분용액 3.0□를 가하고 계속 적정해서 청색이 소실될 때를 종말점으로 한다.

차아염소산 나트륨 용액의 농도를 다음 식에 따라 산출한다.

[eqn: C`=` { x TIMES f TIMES 0.1} OVER {1.0 }]

C: 차아염소산나트륨 용액의 농도(N)

1.0	: 차아염소산나트륨 용액의 사용량(□)

x	: N/10 차아염소산나트륨 용액의 소비량(□)

f	: N/10 차아염소산나트륨 용액의 역가

⑸ 전분용액

전분(가용성) 0.5g을 소량의 물에 가하여 잘 섞고 이를 끓는 물 200□중에 저으면서 서서히 가한다. 약 1분간 끓인후 냉각시켜서 염선(1+5) 3□를 가한다.

이 용액은 1개월 이상 지나면 사용해서는 안된다.

⑹ 인산 2 수소나트륨 용액(50W/V%)

인산 2 수소나트륨 용액(Sodium Phosphate Monobasic, NaHPO4·12H2O)50g을 물 80□에 녹인후 100□ 메스플라스크에 넣고 물로 표선까지 채운다.

⑺ 개미산 나트륨용액(50W/V%)

개미산 나트륨(Sodium Formate) 50g을 물 80□에 녹인후 100□ 메스플라스크에 넣고 물로 표선까지 채운다.

⑻ 요오드화  칼륨용액(50W/V%)

요오드화  칼륨 50g을 물 80□에 녹인후 100□ 메스플라스크에 넣고 물로 표선까지 채운다.

⑼ 염   산(1+1)

⑽ 염   산(1+1)

4.2.2 시험방법

⑴ 시료를 씻어 흡수액을 250□ 코니칼비이커에 옮겨 넣고 흡수병을 소량의 물로 씻어 씻은 액을 합한다.

⑵ 여기에 1N 차아염소산 나트륨용액 4□와 인산 2 수소 나트륨용액(50W/V%) 2□를 가하고 끓는 물중탕에서 10분간 가열한다.

⑶ 다음에 개미산나트륨용액(50W/V%) 1□와 염산 (1+1) 5□를 가하고 끓는 물 중탕에서 5분간 가열하여 과잉의 차아염소산 나트륨을 분산시킨다.

⑷ 이것을 냉각시킨후 요오드화 칼륨용액(50W/V%) 1□와 염산(1+1) 5□를 가열하여 유리된 요오드를 N/100 티오황산나트륨용액으로 적정하여 용액의 색깔이 담황색이 되면 전분 3□를 가하고 계속 적정하여 용액의 색깔(청색)이 소실될 때를 종말점으로 한다.

⑸ 다음 흡수액 45□를 다른 250□ 코니칼 비이커에 취하고 위의 ⑴~⑷까지와 같은 방법으로 조작하여 바탕시험을 사용 보정한다.

4.2.3 계   산

다음식에 따라 계산한다.

[eqn: &C~=~ { 0.133 TIMES (a-b)} over {Vs } TIMES 1,000## &C``'`=`{ 0.133 TIMES (a-b)} over {Vs } TIMES 0.140 TIMES 1,000##]

[eqn: &C`` prime `=`{ 0.133 TIMES (a-b)} over {Vs } TIMES 0.280 TIMES 1,000]

C	: 시료중의 총브롬(Br)의 농도 (□/□)

C'	: 시료중의 총브롬(Br2로 환산)의 농도 (V/Vppm)

C"	: 시료중의 총브롬(HBr로 환산)의 농도 (V/Vppm)

a	: 적정에 소비된 N/100 티오황산나트륨용액량(□)

b	: 바탕시험에 소비된 N/100 티오황산나트륨용액량(□)

Vs	: 건조시료 가스량(□)

비  고 : 요오드가 공존하면 브롬에 가산되어 계산되므로 다음과 같이 보정한다. 흡수액에 염산 (1+11) 10□와 1N 차아염소산나트륨용액 1□를 가하여 끓는 물중탕에서 5분간 가열한다. 다음에 개미산 나트륨용액(50W/V%) 5□를 가하여 끓는 물중탕에서 5분간 가열후 냉각하여 요오드화 칼륨용액(50W/V%) 1□와 염산(1+1) 6□를 가하여 유리된 요오드를 N/100 티오황산나트륨 용액으로 적정하여 a□에서 빼준다.

제 15 항  벤     젠

1. 적용범위

이 시험방법은 용제의 증발 또는 화학반응 등에 의해 굴뚝 등에서 배출되는 배출가스중의 벤젠을 분석하는 방법에 관하여 구정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 흡광광도법(메틸에틸케론법)

시료중의 벤젠을 질산암모늄을 가한 황산에 흡수시켜 니트로화하고 이것을 물로 희석한 후 증화시켜 메틸에틸케톤을 가하여 추출한 추출액에 알칼리를 가하고 잘 흔들어 섞어 얻어진 자색액(紫色液)의 흡광도로 부터 벤젠을 정량하는 방법이다. 이 방법은 시료 채취량 10□인 경우 시료가스 중의 벤젠농도 약 2~20V/Wppm 범위의 분석에 적합하다. 방해 성분으로 톨루엔과 크실렌은 자색(紫色)으로, 모노클로로벤젠과 에틸벤젠은 적색(赤色)으로 발색하므로 측정치가 높아진다.

2.2 가스크로마토 그래프법

시료를 유리용기중에 채취해서 이것을 가스중의 벤젠농도에 따라 그대로 또는 냉각 농축시킨 다음 수소염이온화검출기(FID) 또는 열전도도검출기(TCD)를 구비한 가스크로마토 그래프에 의해 정량한다. 이 방법은 시료 채취량이 1□인 경우 벤젠농도 1~1,000V/Vppm범위의 분석에 적합하다.

3. 시료 채취방법

3.1 시료 채취위치

시료채취 방법은 제3장 제1절 제1항 2에 따른다.

3.2 시료 채취장치

흡광광도법(메틸에틸케토법)을 사용할 경우의 시료 채취장치의 보기를 그림 1에 표시하였고, 가스크로마토 그래프법인 경우는 보기를 그림 2에 표시했다.

A	: 시료가스 채취관(가온할 필요는 없다)	H	: 온도조절콕크

B	: 여과재 또는 제습제	I	: 흡인펌프

C	: 삼방콕크	J	: 온도계

D	: 흡수병(용량 약 25□)	K	: 압력계

E	: 바이패스용 흡수병	L	: 가스미터(1회전 1□)

F	: 규소고무관

G	: 건조탑

a : 입상소다석회

b : 유리솜

그림 1  시료 채취장치(흡광광도법)

비   고 : 시료중에 수분이 많이 함유되어 있을 때는 제습제로서 탄산칼륨, 황산칼륨, 황산마그네슘 등을 사용하고 약 10□정도 바이패스를 통과시킨 다음 채취하는 것이 좋다.

A	: 굴  뚝	D	: 규소고무관

B	: 불소수지관(직경 2□)	E	: 유리-불소수지콕크

C	: 규모고무마개(직경 8□)	F	: 진공병(1□)

그림 2  시료채취 장치(가스크로마토 그래프법)

4. 분석방법

4.1 흡광광도법(메틸에틸케톤법)

4.1.1 시   약

⑴ 니트로화산액(Nitor化 酸液)

황산 약 250□를 냉각하면서 분말로 된 질산암모늄 100g을 조금씩 가하여 녹이고 다시황산을 가하여 전량을 500□로 하여 마개를 막아 보관한다.

⑵ 페놀프탈레인용액(Phenolphthalein 溶液) (0.5W/V%) 페놀프탈레인 0.5g을 에틸알코올(95V/V)에 녹여 100□로 한다.

⑶ 수산화 칼륨용액(70W/V%)

수산화 칼륨 70g을 물에 녹여 100□로 한다.

⑷ 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone)

⑸ 벤젠표준액(Benzen 標準液)

니트로화산액 50□를 100□ 메스플라스크에 취해 물로 냉각하면서 벤젠 1.00□를 가하고 다시 니트로화산액을 가하여 전량을 100□로 한다. 실온에서 30분간 방치한 후 이 액 2.00□를 취하고 니트로화산액을 가하여 100□로 한다.

벤젠표준액 1□는 0.050□ C6H6가스(0℃, 760mmHg)에 상당하고 또 175□ C6H6에 상당한다.

4.1.2 기   구

광도계 : 광전광도계 또는 광전분광광도계로 560nm의 파장에서 흡광도를 측정할 수 있는 것.

4.1.3 시료가스채취

⑴ 그림 3의 흡수병 2개를 준비해서 시료채취 직전에 니트로화산액 10□를 넣는다. 단, 한 개는 바이패스용 흡수병으로 한다.

⑵ 흡수병은 될 수 있으면 채취위치에 가까이 놓는다.

⑶ 흡수병에 시료를 도입하기 전에 배관속을 시료로 충분히 치환한다.

⑷ 시료의 흡인속도는 0.5~1□/분으로 한다.

채취하는 시료량은 시료중의 벤젠의 농도에 따라 증감하여 벤젠 0.02~0.2□(약 80~800□)에 상당하는 양이 되도록 한다.

⑸ 시료가스미터에서의 유량, 온도 및

압력을 측정해 둔다.

그림 3  흡수병(용량 25□)

4.1.4 분석용 시료 용액의 조제

50□ 메스플라스크에 물 20□를 넣고 여기에 시료를 흡수한 니트로화산액을 냉각하면서 천천히 가한다. 또 흡수병을 물로 씻고 씻은 액을 합쳐 물로 표선까지 채워 이것을 분석용 시료용액으로 한다.

4.1.5 조   작

분석용 시료용액 1.0□를 유리마개가 있는 50□ 시험관(10, 20□ 표선이그어져 있는 것)에 취하고 물을 가하여 5□로 한후 페놀프탈레인용액(0.5 W/V%)한 방울을 가하여 수산화칼륨용액(70W/V%)으로 중화시켜 냉각시킨다음 물을 가하여 전량을 10□로 한다. 다음에 메틸에틸케톤 10□를 가하여 마개를 막고 2분간 강하게 흔들어 섞은 다음 방치하여 분리한다. 상층의 메틸에틸케톤층을 피펫으로 유리마개가 있는 시험관에 옮긴다.

하층의 물층에는 다시 메틸에틸케톤 2□를 가하여 잘 흔들어 섞은 다음 상층을 분리시켜 위의 추출액에 합한다. 필요할 때는 이 추출액에 메틸에틸케톤을 가하여 전량 10□로 한다. 여기에 수산화칼륨용액(70W/V%) 10□를 가하여 마개를 막고 2분간 강하게 흔들어 섞은 다음 방치해서 2개의 층으로 분리한다.

상층을 피펫을 사용하여 흡광도 측정용 셀에 옮긴다.

별도로 벤젠을 포함하지 않은 니트로화산액 10□를 위와 같은 방법으로 조작해서 바탕시험액을 만들어 이것을 대조액으로 하여 먼저 분취한 시료의 발색액의 흡광도를 파장 560nm에서 측정한다. 흡광도의 측정은 발색후 30~20분 사이에 행한다.

4.1.6 검량선의 작성

유리마개가 있는 50□시험관 4개에 벤젠표준액 0.5, 1.0, 2.0, 4.0□를 각각 취하고니트로화산액을 가하여 10□로 한 후 물로 전량을 50□로 하고 잘 흔들어 섞는다. 이 액으로부터 1.0□를 취하여 유리마개가 있는 50□시험관(10, 20□ 표선이 그어져 있는것)에 취하고 이하 4.1.5의 조작과 같이 처리하여 발색액의 흡광도를 측정하고 벤젠량과 흡광도와의 관계선을 작성한다.

4.1.7 계   산

다음 식에 의하여 시료중의 벤젠농도를 산출한다.

[eqn: & C~=~ { A TIMES 50 TIMES 1,000} over {Vs }## &C``'`=`C TIMES { 1} over {10,000 }]

C	: 시료중의 벤젠농도(V/Vppm)

C'	: 시료중의 벤젠농도(V/V %)

A	: 검량선으로부터 구한 벤젠의 □(분석용 시료용액 1.0□중의 벤젠가스의 □)

Vs	: 건조시료 가스량(□)

4.2 가스크로마토 그래프법

4.2.1 시  약

⑴ 벤   젠

가스크로마토그램에서 불순물이 감지되지 않는 경우를 순도 100%로 한다.

⑵ 교정용 가스

그림 4에서와 같이 규소고무마개가 있고 미리 용적을 알고 있는 내부용적 약 1,000□의 표준가스병(용기콕크는 연마되지 않은 것을 사용하고 충분히 씻어서 기름분을 제거한다)에 규소고무 마개를 통하여 마이크로 주사기로 벤젠 5□를 주입해서 휘발시킨다.

이것을 교정용 가스로 한다. 표준가스병의 내부용적이 1,000□의 경우에는 교정용가스 1□는 0.00126□ C6H6(8℃, 760mmHg)에 상당한다.

그림 4  표준가스병의 보기

4.2.2 기   구

가스크로마토 그래프

⑴ 검출기

수소염 이온화 검출기(FID) 또는 열전도도 검출기(TCD)

⑵ 분리관

내경 3~4□, 길이 3~5m

⑶ 분리관충전제

인산트리크레실 20~30V/V% 크로모솔브 W부착⑽

⑷ 분리관 재질

유리 또는 스테인레스강

⑸ 분리관 온도

실온으로부터 120℃까지 6℃/분 승온(昇溫) 또는 정온(定溫) 가스크로마토그래프에서는 70~100℃ 사이의 일정한 온도

⑹ 운반가스

수소염 이온화 검출기의 경우는 순도 99.8% 이상의 질소(50~800□/분)를 열전도도 검출기의 경우는 순도 99.8%이상의 수소 또는 헬륨을 사용한다.

주⑴ 기타 DOP(프탈산 디옥틸), 레오프렉스 400, PEG(폴리에틸렌 그리콜) 6,000, 유동피라핀 등도 사용할 수 있다.

각각 시료가스 중의 불순물에 의한 방해가 없는 것을 확인해야 한다.

4.2.3 시료채취

채취용기로써는 그리이스가 필요없는 코크마개가 붙어 있는 1□ 유리병을 준비한다. 예를 들면 그림 5에 표시한 것과 같은 유리-불소 수리 코크 마개가 달리고 내부용적을 알고 있는 진공병이 좋다.

시료채취에 있어서는 용기를 미리 진공으로 한 후 직접 또는 도관⑵을 통하여 시료가스를 흡인채취한다.⑶

주⑵ 관경이 큰 도관에서는 관내에 시료를 가득 채워놓은 상태에서 채취한다. 도관의 재질은 불소수지 또는 유리로 하고 도관은 될 수 있으면 불소수지관(내경 2□정도)을 사용하는 것이 좋다.

주⑶ 기온 및 배출가스온도를 측정해 놓고 보정이 필요할 때 사용한다. 배출가스온도가 현저하게 높지 않을 때는 그때의 기온을 가지고 채취시의 시료 온도로 해도 좋다.

A	: 진공병(1□)

B	: 유리 - 불소수지콕크

C	: 규소 고무마개

그림 5  시료 채취병

4.2.4 분석용 시료의 조제

⑴ 시료중의 벤젠농도에 따라 표1과 같이 채취한 시료를 그대로 분석용 시료로 하는 경우와 농축해서 사용하는 경우로 나눈다.

표 1

벤 젠 농 도	수소염이온화검출기(FID)	열전도도 검출기(TCD)
100 ~ 1,000V/Vppm 1 ~ 100V/Vppm	그대로 또는 희석 그대로 또는 희석	그대로 또는 농축 농 축

⑵ 시료를 농축하는 경우는 그림 6에 표시한 것처럼 시료가스 채취병을 연결하여 시료전량을 가스크로마토 그래프용 시험관에 옮긴다. 먼저 가스크로마토 그래프용 시험관 부분을 한제(寒劑)(액체공기, 액체산소⑷, 드라이아이스)로 냉각시킨 다음 필요에 따라 채취병을 가온해서 진공펌프로 시료를 흡인한다.

이때 흡인 속도는 액체산소인 경우 500□/분 이하, 드라이아이스인 경우는 100□/분 이하로 한다.

옮기는 조작이 끝나면 가스크로마토 그래프용 시료관의 콕크를 막고 진공펌프를 멈추고 시료관을 상온으로 하여 분석용 시료로 한다.

주⑷ 주의사항

① 밀폐한 장소에 보관하지 말 것.

② 대량의 유기물과 혼합하지 말 것.

③ 액체 산소 대신에 액체 질소를 사용하면 공기중의 산소가 가스크로마토 그래프용 시료관에 녹아 들어가므로 액체질소는 사용하지 않는다.

A	: 진공병(□)	E	: 가스크로마토 그래프용 시료관

B	: 규소고무마개	F	: 접속관

C	: 불소수지관(직경 2~□)	G	: 접속관

D	: 한  제

그림 6  농축장치의 보기

4.2.5 조   작

⑴ 분석용 시료를 규소고무마개가 달린 채취병으로부터 시료가스 1□를 주시기에 취하고 가스크로마토 그래프에 도입시켜 크로마토그램을 만든다.

⑵ 농축한 분석용 시료인 경우는 그림 7에 표시하는 것과 같은 가스회도입 장치를 사용하여 가스크로마토 그래프장치에서 나온 운반가스를 L형 접속관을 통하여 가스크로마토 그래프용 시험관에 연결하고 콕크를 돌려 분석용 시료 전량을 도입시켜 크로마토그램을 만든다. 이때 가스크로마토 그래프용 시료관을 100℃로 가열해서 수분 등이 남지 않도록 완전 도입한다.

⑶ 분석전후에 교정용 가스 0.5□를 도입시켜 동일분석 조건으로 크로마토그램을 만든다.

A	: 가스크로마토 그래프용 시료관

B	: L형 접속관

C	: 주사바늘

D	: 가스크로마토 그래프용 시료도입구

E	: 가스통로 절환용 삼방콕크

F	: 소형가열기

G	: 전압조절기

그림7  가스크로마토 그래프에 시료의 가스화도입 장치

4.2.6 계   산

시료 및 교정용 가스중의 벤젠의 피이크 면적을 측정해서 양자의 비교에 의하여 농도를 산출한다.

[eqn: C`=` { A} over {As } TIMES { 1,260 TIMES 0.5} over {Vs }]

C	: 배출가스중의 벤젠농도(V/V ppm)

A	: 분석용 시료의 피이크 면적(□)

As	: 교정용 가스의 피이크 면적(□)

Vs	: 건조시료 가스량(□)

[온도, 압력의 보정을 요할 때는 그 보정치를 사용한다.]

제 16 항  페놀화합물

1. 적용범위

이 시험방법은 화학반응 등에 의해 굴뚝에서 배출되는 배출가스중의 페놀류의 분석방법에 관하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 흡광광도법(4 - 아미노 안티피린법)

시료중의 페놀류를 수산화나트륨용액(0.4W/V%)에 흡수시켜 포집한다. 이 용액의 pH를 10±0.2로 조절한 후 여기에 4 - 아미노 안티피린 용액과 페리시안산 칼륨용액을 순서대로 가하여 얻어진 적색(赤色)액을 510nm의 가시부에서의 흡광도를 측정하여 폐놀류의 농도를 산출한다. 이 방법은 시료가스 채취량이 10□인 경우 시료중의 페놀류의 농도가 1~20V/Vppm범위의 분석에 적합하다. 또한 염소, 취소 등의 산화성 가스 및 황화수소, 아황산가스 등의 환원성가스가 공존하면 부(負)의 오차를 나타낸다

2.2 가스크로마토 그래프법

시료중의 페놀류를 수산화나트륨용액(0.4W/V%)에 흡수시켜 포집한다. 이요액을 산성으로 한 후 초산에틸로 용매를 추출해서 분석용 시료용액으로 한 것과 또한 시료 중의 폐놀류를 거쳐 그대로 포집병에 채취한 것을 수소염 이온화검출기(FID)를 구비한 가스크로마토 그래프로 정량해서 페놀류의 농도를 산출한다. 이방법은 10□의 시료를 용매추출했을 때 시료중의 페놀류의 농도가 1~300V/Vppm범위의 분석에 적합하다. 단 어느 경우도 아피에존 L분리관을 사용하여 150℃에서 분석했을 경우이고 내열성이 보다 낮은 분리관을 한계온도 근방에서 사용했을 경우 또는 보유시간이 길었을 경우의 정량하한치(定量下限値)는 이것보다 상당히 높은 농도가 된다.

3. 시료채취

시료의 채취점의 선정 또는 채취장치 등에 관해서는 제3장 제1절 제1항 2에 따르고 시료의 채취는 분석방법의 종류에 따라 다음 중의 어느 것을 택한다.

3.1 용액흡수법

3.1.1 흡수법(두 방법 같음)

수산화나트륨 4g을 물에 녹여 1□로 만들어 흡수액으로 한다.

3.1.2 시료가스채취장치

채취장치는 제3장 제1벌 제1항 그림 7□에 표시한 것으로 다음 조건을 구비하여야 한다.

⑴ 시료가스 채취관은 배출가스 중의 페놀류와 공존성분에 의해 부식되지 않는 재질로 예를 들면 유리과느 석영관, 스테인레스강관, 4불화 메틸렌수지관 등을 사용한다.

⑵ 시료중에 분진이 혼입되는 것을 방지하기 위하여 채취관의 앞 끝에 적당한 여과재, 예를 들면 무알칼리 유리솜 등을 넣는다.

⑶ 시료중의 페놀류와 수분이 응축하지 않도록 시료가스 채취관과 흡수병 사이를 가열해야 한다.

⑷ 채취관과 삼방콕크 등 가열되는 접속부분은 갈아 맞츰 또는 실리콘 고무관을 사용한다. 삼방콕크 등의 갈아 맞춤 부분에는 그리이스를 발라서는 안된다.

3.1.3 시료가스 흡수

⑴ 흡수병을 두 개이상 준비해서 흐수액을 각각 40□를 넣어 직렬로 연결한다. 흡수병은 그림 1에 표시한 것과 같은 위로 향한 여과판이 부착된 150~200□ 용량의 것을 사용한다.

그림 1  흡수병의 보기(내부용적 150~200□)

⑵ 제3장 제1절 제1항 2에 준하여 배관중의 공기를 시료와 충분히 치환한 후 시료를 흡수병에 도입시킨다.

⑶ 시료의 흡입유량은 0.5~1□/분으로 하고 약 10□의 시료가스를 채취한다. 단 채취량은 시료중의 페놀류의 농도에 따라 적절히 증감한다.

⑷ 가스유량계의 압력 및 온도를 측정해 둔다.

3.1.4 분석용 시료용액의 조제

⑴ 흡광광도법

시료를 흡입한 흡수병의 내용물을 200□ 비이커에 옮기고 흡수병을 물로 싯어 씻은 액을 합친다. 다음 염화암모늄-암모니아용액[염화암모늄 50g을 물에 녹여 1□로 하고 수산화 암모늄 용액(6N)을 가하여 pH미터를 사용하여 염산(1+1)(사용량의 약 5□)로 pH를 10.0±0.2로 조절한다. 이 용액을 200□메스플라스크에 넣고 염화암모늄-암모니아 용액을 사용하여 비이커를 씻어 200□ 메스플라스크에 넣고 염화암모늄-암모니아 용액으로 표선까지 채워 이용액을 분석용 시료용액으로 한다.

⑵ 가스크로마토 그래프법

① 시료가스를 훕수한 흡수병의 내용물을 20□분액 깔대기에 옮겨 넣고 흡수병을 물로 씻고 씻은 액을 같은 분액 갈대기에 넣어 합친다. 지시약으로 메틸오렌지 용액(메틸오렌지 0.1g을 메탄올 100□에 용해시킨다.)을 3~4방울을 가하여 염산(1+1)로 중화한후 다시 염산(1+1) 5□를 가한다.

② 다음에 초산에틸 20□를 가하여 1분간 잘 흔들어 섞은후 정치한다.

③ 다음에 초산에틸 층을 시험관 등에 분리해서 수욕상에서 5□ 될 때까지 농축(Kunderna-Danish 농축기를 사용하면 좋다)시킨다. 이것을 분석용 시료용액(현탁물 등이 있으면 탈지면으로 걸른다)으로 한다.

3.2 포집방법

이 방법은 시료중의 피놀류의 농도가 높고 직접 가스크로마토 그래프법으로 분석되는 경우에 적용된다. 또한 이 방법은 시료가스 중의 수증기 농도가 높아 채취후 바로 채취용기의 기벽에 물방울이 응축하는 경우에는 적합하지 않다.

3.2.1 시료 채취장치

채취장치는 제3장 제1절 제1항 그림 7□에 표시한 것과 같은 것으로 채취관의재질, 여과재의 종류, 채취관의 가열 등은 제3장 제1절 제1항(가스상물질 시료채취 방법)에 준한다.

3.2.2 표집병

100□ 주사통 또는 그림 2에 표시한 것과 같은 감압포집병으로 사용할 때는 깨끗이 씻은 다음 건조시켜 사용한다.

그림 2  감압포집병의 보기

3.2.3 시료포집

⑴ 주사통인 경우

① 시료 채취장치에 주사통을 접속시켜 배관중의 공기를 시료로 충분히 치환한다.

② 시료를 1□/분의 유량으로 흐입하면서 주사통에 0.1□/분의 속도로 실린다를 외통에서 잡아당기면서 포집한다.

③ 포집후 주사통의 끝을 실리콘 고무마개 또는 실리콘 고무관 등을 사용하여 막아둔다.

⑵ 감압포집병인 경우

① 처음부터 2~3mmHg로 감압한 포집병을 채취장치에 그림 3과 같이 연결한다.

② 배관중의 공기를 시료가스로 충분히 치환한 후 감압포집병에 시료가 흐르도록 삼방콕크 C를 조작한다.

③ 다음의 감압포집병 입구측의 2방콕크를 천천히 열어 거의 상압이 되었을 때 출구측의 2방콕크 및 3방콕크 C'를 조작하여 시료가스를 감압포집병에 1□/분의 유량으로 도입한다.

④ 포집병의 내용적의 약 10배량의 시료가스를 통과시킨후 감압포집병의 2방콕크를 닫아둔다.

A	: 여과재	D	: 감압포집병

B	: 채취관	E	: 흡인펌프

C. C'	: 삼방콕크	F	: 유량조절콕크

그림 3  감압포집병을 사용한 시료채취장치

4. 분석방법

4.1 흡광광도법(4-아미노안티피린법)

4.1.1 시   약

⑴ 4-아미노안티피린 용액(0.2W/V%)

4-아미노안티피린(4-aminoantipyrine) 0.2g을 물에 녹여 100□로 한다. 사용시 조제한다.

⑵ 페리시안화 칼륨용액(0.4W/V%)

페리시안화칼륨(potassium Ferricyanide) 0.4g을 물에 녹여 100□로 한다. 필요할 때는 걸른다. 이 용액은 1주일간 사용할 수 있으나 암적색(暗赤色)으로 변색된 것은 사용해서는 안된다.

⑶ 염화암모늄-암모니아 용액

염화암모늄 50g을 물에 녹여 1□로 하고 pH미터를 사용 암모니아수 (6N)로 pH를 10.0±0.2로 조절한다.

⑷ 염산(1+1)

⑸ 페놀표준원액

페놀(phenol) 1g을 물에 녹여 1□로 한다. 냉암소에 보관하고 조제후 1개월이상 경과되면 사용하지 못한다.

표    정

유리마개가 있는 500□ 플라스크에 물 100□를 취하고 여기에 페놀표준원액 50□를 가한다. 여기에 브롬산칼륨-브롬화 칼륨용액(N/10)(브롬산 칼륨 2.78g과 브롬화 칼륨 10g을 물에 녹여 1□로 한다) 50□를 정확히 가하고 다시 염산 5□를 가한다. 마개를 막고 조용히 흔들어 섞은 다음 갈색의 브롬이 유리된 다음 10분간 방치한다.

다음에 요오드화 칼륨 1g을 가하여 유리한 요오드를 N/10 티오황산나트륨 용액(제14항, 4.2.1 ⑵항 참조)으로 적정해서 액의 황색이 엷어지면 지시약으로 전분용액(가용성전분 1g을 끓는 물 100□에 녹여 끓인 것으로 사용시  조제) 3□를 가하여 계속 적정해서 청자색(靑紫色)이 없어질 때를 종말점으로 한다. 여기에서 소비된 N/10 티오황산나트륨용액의 적정 □수를 □로 한다. 별도로 증류수 100□에 브롬산칼륨-브롬화칼륨용액(N/10) 25□를 정확히 가한 다음 같은 조작을 하여 N/10 티오황산나트륨용액의 적정 □수 □를 구한다. 다음식에 따라 페놀표준원액중의 페놀의 농도를 산출한다.

Cp = 31.37 × (2a-b) × f

Cp = 페놀농도(□/□)

f	: N/10 티오황산나트륨용액 역가(factor)

⑹ 페놀표준액

페놀 8.4□에 상당하는 원액을 비이커에 취하고 흡수액 400□와 염화암모늄-암모니아 완충액 50□를 가하여 염산(1+1)으로 pH를 10.0±0.2로 조정한 후 1□ 메스플라스크에 옮기고 염화암모늄-암모니아 완충액을 표선까지 채운다.

이것은 사용시 조제한다. 이 페놀표준액 1□중에는 기체상태에서 2□(0℃, 760mmHg)의 페놀을 함유한다.

4.1.2 장   치

⑴ 광도계

광전분광광도계 또는 복광로형 자기분광 광도계

4.1.3 시험방법

⑴ 3.1.4 ⑴에서 조제한 분석용 시료용액 10□를 유리마개가 있는 50□ 시험관에 분취해서 4-아미노안티피린용액 2□를 가하여 섞은 다음 다시 페리시안화 칼륨용액 2□를 가하여 섞는다.

⑵ 실온에서 10~60분간 방치한 후 10□의 흡수셀에 취하여 흡수액을 ⑴과 같은 방법으로 조작해서 조제한 바탕시험 용액을 대조액으로 하여 파장 510nm에서 흡광도를 측정해서 미리 작성한 검량선으로부터 페놀류의 농도를 구한다.

⑶ 검량선의 작성

페놀 검량선용 용액 2~10□를 50□의 유리마개가 있는 시험관에 단계적으로 취하고 각각의 액량이 10□가 되게 염화암모늄-암모니아 완충액을 가한후 ⑴~⑵와 같은 조작을 하여 흡광도를 측정 페놀류농도와 흡광도와의 관계선을 작성한다.

비   고

분석용 시료용액중에 불순물이 혼이되어 착색했을 경우에는 분석조작에 의해 생성한 페놀류의 안티피린 색소를 클로로포름으로 추출하여  방해를 제거할 수도 있다. 이때 분석용 시료용액의 분취 및 발색용시약류의 첨가 등은 분액 깔때기 중에서 행하고 다시 클로로포름 10□를 가하여 1분이상 심하게 흔들어 혼합정치시켜 클로로포름층을 분리, 파장 460nm에서의 흡광도를 측정한다. 이때의 검량선은 페놀표준액 0~10□를 단계적으로 분액 깔때기에 취하여 위와 같은 방법으로 클로로포름 추출조작을 한 것으로 작성한다.

4.1.4 계   산

다음 식으로 시료중의 페놀류의 농도를 산출한다.

[eqn: C~=~ { a TIMES { V}_{1 } } over {Vs }]

C	: 시료중의 페놀류의 농도(V/Vppm)

a	: 검량선에서 구한 분석용 시료용액중의 페놀류의 농도(□/□)

Vs	: 건조시료가스량(□)

V1	: 분석용 시료용액의 조제량(□)

4.2 가스크로마토 그래프법

4.2.1 시   약

⑴ 내표준액(內標準液)

① 아피에존 L분리관을 사용할 경우

n-프로필벤젠(n-propylbenzene) 10□을 메틸알코올 100□에 녹인 것

② 인산트리크레졸 분리관을 사용할 경우

카프릴산 메틸(methyl Caprylate) 10□을 메틸알코올 100□에 녹인 것

⑵ 페놀류표준액

페놀(Phenol), 0-크레졸(0-Cresol), m-크레졸 및 p-크레졸 10□을 각각 에틸알코올 100□에 녹인다. 이 용액은 1□중에 각 성분 1□을 함유한다.

⑶ 분리관 충전제

담체는 백색규조토를 염산으로 충분히 씻고 물로 씻은 담체에 고정액체로 함침시킨다. 규조토 입경은 177~250□(80~60mesh)의 것을 사용한다. 고정액체를 함침시키는 방버은목적에 다라 다음 중에서 선택한다.

① 페놀과 크레졸을 분리할 수 있으면 좋고, 또 크레졸의 이성체를 분리할 필요가 없을 때는 아피에존 L을 15~20W/W%의 비율로 규조토에 함침시킨다.

② 페놀과 크레졸의 이성체 중 어느것으로든지 분리할 필요가 있을 경우 인산트리크레실(Tricresylphosphate) 8W/W%와 인산 3W/W%의 비율로 규조토에 함침시킨다.

⑷ 운반가스

⑸ 연소가스

⑹ 조연가스

4.2.2 장치 및 기구

⑴ 가스크로마토 그래프

수소염 이온화 검출기를 구비한 것

⑵ 분리관

내면을 잘 세척한 스테인레스강관 또는 유리관

4.2.3 가스크로마토 그래프 조건

분석목적에 따라 가스크로마토 그래프 조건을 설정하며 그 보기를 표1에 표시했다.

표 1                      가스크로마토 그래프 조건의 보기

충전제 조 건	아 피 에 존 L	인산트리크레졸 + 인산
분 리 관 재 질	유리 또는 스테인레스강	유리 또는 스테인레스강
분 리 관 규 격	내경 3□, 길이 2~4m	내경 3□, 길이 3~5m
분 리 관 온 도	150℃	120℃
운 반 가 스 유 량	40~60□/분	40~60□/분
검 출 기	수소염이온화검출기	수소염이온화검출기

4.2.4 시험방법

정량조작은 시료채취방법에 따라 다음중 한가지 방법에 의한다.

⑴ 용매흡수법의 경우

절대 검량선법 또는 내표준법

⑵ 포집병법의 경우

절대검량선 법

(2.1) 절대검량선법

(2.1.1) 검량선의 작성

① 가스크로마토 그래프의 조건은 표1에 의함

② 앞에서 조제한 페놀류의 표준액 1□, 2□ 및 4□를 마이크로주사기에 취하여 가스크로마토 그래프에 주입해서 크로마토그램을 얻는다.

③ 다음에 페놀류에 상당하는 피이크 면적을 크로마토그램에서 측정해서 페놀류의 양(□)과 피이크 면적과의 관계선을 작성한다.

(2.1.2) 정   량

① 가스크로마토 그래프의 조건은 검량산 작성시와 동일 조건으로 유지하여 앞에서 조제한 분석용 시료용액 또는 포집병법으로 포집한 분석용시료(주사통으로 시료가스를 채취했을 때는 마개를 막은 고무관을 통하여 마이크로 주사기로 가스를 분취) 일정량을 마이크로 주사기로 취하여 가스크로마토 그래프에 주입해서 크로마토그램을 얻는다.

②  이 크로마토그램에서 페놀류에 상당하는 피이크 면적을 측정, 검ㄹ야선에서 페놀류의 양을 구한다.

비  고

정량에 사용되는 분석용 시료용액 및 분석용 시료가스의 개략적인 양은 0.1□의 페놀을 정량한다고 하면 다음식에서 구할 수 있다.

⑴ 용액흡수법의 경우

[eqn: { S}_{L } ~=~ { 2.38 TIMES { V}_{1 } } over { { C}_{1 } TIMES Vs }]

SL	: 정량에 사용되는 분석용 시료용액의 양(□)

2.38	: 페놀 0.1□을 용적으로 환산하기 위한 계수

C1	: 시료중의 페놀류의 예상농도(V/Vppm)

Vs	: 건조시료가스량(□)

V1	: 분석용 시료용액의 조제량(□)

⑵ 포집병법의 경우

[eqn: { S}_{G }~=~ { 2.38} over { { C}_{1 } }]

SG	: 정량에 사용된 분석용 시료의 양(□)

C1	: 시료 중의 페놀류의 예상농도(V/Vppm)

(2.1.3) 계    산

다음식에 따라 시료중의 폐놀류의 농도를 산출한다.

① 용액 흡수법의 경우

[eqn: C~=~ { k TIMES a TIMES { V}_{ 1} } over { { S}_{L } TIMES Vs} TIMES 1,000]

C	: 시료중의 페놀류의 농도(V/Vppm)

k	: 페놀류의 질량으로부터 부피의 환산계수

(페놀에서는 0.238, 크레졸에서는 0.207)

a	: 검량선으로부터 구한 정량에 사용된 분석용 시료용액중의 페놀류의 양(□)

V1	: 분석용 시료 용액의 조제량(□)

SL	: 정량에 사용된 분석용 시료용액의 양(□)

VS	: 건조시료 가스량(□)

② 포집병법의 경우

[eqn: C~=~ { K TIMES a } over { { S}_{G }} TIMES 1,000]

C	: 시료중의 페놀류의 농도(V/Vppm)

k	: 페놀류의 질량으로부터 부피의 환산계수

(페놀에서는 0.238, 크레졸에서는 0.207)

a	: 검량선에서 구한 시료중의 페놀류의 양(□)

SG	: 정량에 사용된 분석용 시료용액량(□)

(2.2) 내표준법(內標準法)

(2.2.1) 검량선의 작성

① 가스크로마토 그래프의 분석조건은 표1과 같다.

② 앞에서 조제된 페놀류의 표준액 1□, 2□, 3□를 5□ 메스플라스크에 분취한다. 다음에 앞에서 조제된 내표준액 1□를 각각에 주입하고 에틸알코올로 표선까지 채우고 흔들어 섞는다. 그리고 5~10□의 일정량을 마이크로 주시기로 취하고 가스크로마토 그래프에 주입하여 크로마토그램을 얻는다.

③ 다음에 크로마토그램으로부터 페놀류의 각성분 및 내표준물질의 피이크 면적을 측정한다.

④ 가로(橫) 축에 페놀류 성분량(Mz)과 내표준 물질량(Ms)과의 비[eqn: ( { Mz} over {Ms })]를 취하고 세로(縱) 축에 페놀류의 피이크 면적(Ax)과 내표준물질의 피이크면적(As)과의 비[eqn: ( { Ax} over {As })]를 취하여 검량선을 작성한다.

(2.2.2) 정   량

① 가스크로마토 그래프의 조건을 검량선 작성시와 같이 유지하고 앞에서 조제한 분석용 시료용액 1□를 5□ 메스플라스크에 분취해서 내표준액 1□를 주입 에틸알코올로 표선까지 채워 흔들어 섞는다.

② 이 혼합용액으로부터 5~10□의 일정량을 마이크로주사기에 취하여 가스크로마토 그래프에 주입 크로마토그램을 얻는다.

③ 이 크로마토그램으로부터 페놀류와 내표준물질의 피이크 면적비[eqn: ( { { A}^{1 }x } over { AS} )]를 구하여 미리 적성된 검량선으로부터 페놀류의양을 구한다.

(2.2.3) 계   산

다음식에 따라 시료중의 페놀류의 농도를 산출한다.

[eqn: C~=~ { k TIMES a TIMES { V}_{ 1} } over { { S}_{L } TIMES Vs} TIMES 1,000]

C	: 시료중의 페놀류의 농도(V/Vppm)

k	: 페놀류의 질량으로부터 부피의 환산계수

(페놀에서는 0.238, 크레졸에서는 0.207)

a	: 검량선으로부터 구한 정량에 사용된 분석용 시료용액중의 페놀류의 양(□)

V1	: 분석용 시료 용액의 조제량(□)

SL	: 정량에 사용된 분석용 시료용액의 양(□)

VS	: 건조시료 가스량(□)

제 17 항  비 소 화 합 물

1. 적용범위

이 시험방법은 금속에 제련, 요업, 약품제조, 폐기물 처리 등에 수반하여 굴뚝등에서 배출되는 배출가스중에서 삼산화비소가 주성분이 되는 압자상 및 가스상비소와 비소화수소가 주성분이 되는 가스상 비소를 분석하는 방법에 대하여 구정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 입자상 비소 분석방법

2.1.1 흡광광도법

시료용액중의 비소를 수산화철(Ⅲ)과 공침시켜 분리 농축한다. 침전을 황산과 질산으로 녹인후 요오드화 칼륨, 염하제일주석 및 아연을 가하여 수소화비소를 발생시킨다. 이것을 디에틸디티오카바민산은의 클로로포름 용액에 흡수시켜 생성되는 적자색 용액의 흡광도를 측정하여 비소를 정량하는 방법이다. 정량범위는 As로서 0.002~0.01□, 반복조작 정도는 표준편차 퍼센트로서 2~10%이다.

2.1.2 원자흡광광도법

시료용액중의 비소를 수소화비소로 하여 알곤-수소 불꽃중에 도입파장 193.7nm에서 흡광도를 측정하여 비소를 정량하는 방법이다. 정량범위는 As로서 0.005~0.05□/□(장치 및 측정조건에 따라 다르다)이고 반복조작정도는 표준편차 퍼센트로서 3~10%이다.

2.2 가스상 비소 분석방법

2.2.1 흡광광도법

2.1.1에 따른다.

2.2.2 원자흡광광도법

2.1.2에 따른다.

3. 입자상비소의 분석방법

3.1 시료채취방법

3.1.1 채취위치의 선정

시료채취위치는 제1항(분진) 3.1에 따른다.

3.1.2 시료 채취점의 선정

시료 채취점은 제1항(분진) 3.3에 따른다.

3.1.3 시료 채취장치

시료 채취장치 구성의 보기는 그림 1과 같다.

A	: 먼지포집기	F	: 미스트제거병	K	: 온도계	P	: 마노미터

B	: 드레인포집기	G	: 유리솜	L	: 마노미터

C	: 연결관	H	: 진공펌프	M	: 조임판유량계

D	: SO2 흡수병	I	: 바이패스콕크	N	: 가스미터

E	: H2O2 용액	J	: 기름미스트제거기	O	: 온도계

그림 1  시료채취장치 구성

⑴ 먼지포집부: 제1항(먼지)에 따른다.

⑵ 가스흡입부: 제1항(먼지)에 따른다.

⑶ 흡인유량측정부	: 제1항(머지)에 따른다.

⑷ 먼지포집기 : 먼지 포집기는 흡인노즐, 여과지 및 여과지 홀더로 구성된다.

⑸ 여과지

① 재질 : 규소섬유 또는 불소 수지제를 사용한다.

② 형상 및 치수 : 원통형 또는 원형으로서 원통형일 때는 지름 20~25□, 길이 90□의 원통여과기, 원형일 때는 지름 40~50□의 원형여과지를 사용한다.

③ 포집률 : 99% 이상인 것이어야 한다.

3.1.4  시료 채취

시료채취는 제1항(먼지)에 따른다.

3.2 분석용 시료용액의 조제

3.2.1 시   약

⑴ 질산

⑵ 황산(1+1)

⑶ 과염소산

3.2.2 시험방법

⑴ 시료가 부착되어 있는 여과지를 적당하 크기로 잘라 250□ 비이커에 넣고 질산 30□ 및 황산(1+1) 5□를 가하고 서서히 가열한다.

⑵ 서서히 온도를 높여 황산의 흰  연기가 발생하기 시작하면 가열을 중지하고 식힌다.

⑶ 다음에 질산 10~20□ 및 과염소산 5□를 가하고 다시 서서히 온도를 높여 과염소산의 흰 연기가 발생하기 시작하면 시계 접시를 덮고 과염소산이 비이커의 벽을 따라 흘러내릴 때까지 강열한다.

⑷ 액이 완전히 무색으로 될 때까지 ⑶의 조작을 반복한다.⑴

⑸ 방치하여 식힌 후 물 100□를 가하여 가용성염류를 녹이고 여과지 5B를 사용하여 거른다. 여과액은 250□ 메스플라스크에 옮기고 거름종이를 물로 씻어 씻은 액은 여과액에 합치고 물로 표선까지 채운다. 이것을 분석용 시료용액으로 한다.

⑹ 별도로 여과지를 사용하여 ⑴~⑸의 조작을 하여 바탕시험액을 만든다.

주⑴ 질산 및 과염소산량의 추가량은 바탕시험용액 조제시에도 같은 양을 사용한다.

3.3 분석방법

3.3.1 흡광광도법

⑴ 시   약

① 염  산 : 특급시약을 사용한다.

② 염산(1+1)

③ 황산(1+5)

④ 황산(1+10)

⑤ 암모니아수(1+2)

⑥ 야연(모래 모양의 것)

⑦ 주  석

⑧ 요오드화 칼륨용액(20W/V%) : 요오드화 칼륨 20g을 물에 녹여 100□로 한다.

⑨ 철(Ⅲ)용액 : 염화제이철(FeCl3·6H3O) 5g 또는 황산제이철 암모늄(철명반) 9g을 염산 5□와 물에 녹여 100□로 한다.

⑩ 염화제일주석용액 : 염화제일주석(SnCl2·2H2O) 40g을 염산에 녹이고 염산으로 100□로 한다. 여기에 주석입자 2~3개를 넣어 보관한다. 사용할 때 적당량을 취하여 물로 10배 묽힌다.

⑪ 초산납용액(10W/V%) : 초산납[Pb (CH3COO)2·3H2O] 12g을 초산 1~2방울을 가한 후 물에 녹여 100□로 한다.

⑫ 디에틸디티오카바민산은-클로로 포름 용액(05W/V%) : 디에틸디티오카바민산은(Silver Diethyl Dithiocarvamate) 0.5g과 부르신(Brucine) 0.1g을 클로로포름으로 100□로 한다.

⑬ 메타크레졸퍼플 - 에틸알코올 용액(0.1W/V%) : 메타크레졸 퍼플(m-Cresol Purple) 0.1g을 에틸알코올(95W/V%) 50□에 녹여 물로 100□로 한다.

⑭ 비소표준원액(0.1□ As/□) : 삼산화비소(As2O3) 0.133g을 수산화나트륨용액(4W/V%) 2□에 녹인 후 물을 갛여 500□로 하고 황산(1+10)을 가하여 약산성으로 한다. 이것을 1,000□ 메스플라스크에 옮겨 넣고 물로 표선까지 채운다.

⑮ 비소표준액(1□ As/□) : 비소표준액(0.1□ As/□) 10□를 1,000□ 메스플라스크에 취하고 물로 표선까지 채운다.

⑵ 기구 및 장치

① 수소화 비소발생장치 : 그림 4에 보기를 나타낸다.

② 광도계 : 광전광도계 또는 광전분광광도계

⑶ 시험방법

① 3.2.2에서 조제한 분석용 시료용액의 적당량(As로서 2~10□을 함유)을 300□ 비이커에 분취하고 물을 가하여 약 250□로 한다.

A	: 수소화비소발생병	E	: 고무마개

B	: U자형 가스취입관	F	: 평면갈아 맞춤

C	: 수소화비소흡수관(5□ 또는 20□)	G	: 클립

D	: 초산납용액(10W/V%)을 함침한 유리솜

그림 4  □ 수소화비소 발생장치

A	: 수소화비소발생병

B	: 갈아맞춤 가스취입관

C	: 수소화비소 흡수관(5□ 또는 20□)

D	: 초산납용액(10W/V%)을 함침한 유리솜

E	: 갈아맞춤 아연 투입관

그림 4  □ 수소화비소 발생장치

② 다음에 철(Ⅲ) 용액⑵ 2□와 지시약으로 메타크레졸 퍼플-에틸알코올 용액(0.1 W/V%) 2~3방울을 가하고 용액의온도를 약 80°로 하여 잘 저어주면서 암모니아수(1+2)를 가하여 용액의색이 자색이 될 때까지 중화한다.⑶

③ 침전이 가라 앉은 후 지름 55□ 또는 70□의 여과지 5A로 거른다.

④ 침전은 될 수 있는 한 적은 양의 믈로 수소화비소 발생장치의 수소화비소 발생병을 씻어 넣고 여과지에 묻어있는 침전은 황산(1+5) 18□ 및 염산(1+1) 2□로 녹이고 여과지를 씻는다. 이 씻은 액도 수소화 비소발생병에 넣고 침전을 녹인 후 물로 용액량을 약 40□로 한다.

⑤ 요오드화 칼륨용액(20W/V%) 15□와 염화제일주석 용액 5□를 가하고 잘흔들어 넣고 10분간 실온에서 방치한다.

⑥ 수소화비소발생병, 가스취입관 및 디에틸 디티오카바민산은 클로로포름 용액 5□를 넣은 수소화 비소 흡수관을 연결한 후 그림 4 □의 수소화 비소 발생장치를 사용할 때는 수소화비소 발생병에 아연(모래모양) 3~5g을 투입하고 빨리 마개를 닫아 밀폐한다.⑷

⑦ 수소화비소 발생병을 25℃의 물중탕에 넣고 약 1시간 방치하여 디에틸디티오카바민산은-클로로포름 용액에 수소화비소를 흡수시켜 발색시킨다.

⑧ 장치를 해체시킨후 수소화비소 흡수관의 액량을 클로로포름으로 5□로 한다. 이 용액 일부를 흡수셀에 옮겨 넣고 클로로포름을 대조액으로 하여 파장 530nm부근의 흡광도를 측정한다.

⑨ 별도로 3.2.2 ⑹에서 조제한 바탕시험액에 대하여 ①~⑧까지의 조작을 하여 흡광도를 측정하고 시료용액에서 얻은 흡광도를 보정한다.

주⑵ 시료용액중에 철이 10□이상 포함할 때는 가할 필요가 없다.

⑶ 비소의 수산화철(Ⅲ)에 의한 공침은 pH 9~10의 범위가 적당하다.

⑷ 그림 4. □의 수소화비소 발생장치를 사용할 때는 아연투입관에 아연(모래모양) 3~5g을 넣고 밀폐한 상태로 유지하면서 아연 투입관을 회전시켜 아연을 시료용액중에 첨가한다.

⑷ 계   산

⑸에 따라 작성한 검량선으로부터 비소량을 구하고 시료중의 입자상 비소농도를 다음식에 의해 산출한다.

[eqn: &C~=~ { A TIMES { V} over { { V}_{ 1} } } over { { V}_{ S} } TIMES 1,000## &C``'`=`C TIMES { 22.4} over { 74.9}]

C	: 표준상태의 건조한 배출가스중 입자상 비소농도(□/□)

C'	: 비소농도(ppm)

A	: 검량선에서 구한 비소량(□)

V	: 분석용 시료용액의 조제량(□)

V1	: 분석용 시료용액의 분취량(□)

Vs	: 31.4에서 구한 표준상태의 건조한 시료 채취량(□)

⑸ 검량선의 작성

비소표준액(1□ As/□) 2~10□를 수소화비소 발생병에 단계적으로 분취하고 철(Ⅲ) 용액 2□, 황산(1+5) 18□ 및 염산 (1+!) 2□를 가하고 전체 액량이 약 40□가 되도록 물은 가한다. 이하 ⑶의 ⑤~⑨의 조작에 따라 처리하여 흡광도를 측정하고 비소(As)량과 흡광도와의 관계선을 만든다.⑸

주⑸ 검량선은 기울기가 변화하므로 반드시 시료 측정시에 작성한다.

3.3.2 원자흡광광도법

⑴ 시   약

① 염산 : 특급시약을 사용한다.

② 염산(1+1)

③ 아연분말 : 비소함유량 0.05□/□ 이하인 것.

④ 요오드화 칼륨용액(20W/V%) : 3.3.1 ⑴ ⑧에 따른다.

⑤ 염화제이철 용액 : 3.3.1 ⑴ ⑨에 따른다.

⑥ 염화제일주석용액 : 염화제일주석(SnCl·2H2O) 10g을 염산 100□에 녹인다.

⑦ 비소표준원액(1□ As/□) : 3.3.1 ⑴ ⑭에 따른다.

⑧ 비소표준액(0.1□ As/□) : 비소표준원액 (1□ As/□) 10□를 100□ 메스플라스크에 분취하고 염산(1+1) 2□를 가한후 물로 표선까지 채운다.

⑵ 기구 및 장치

① 수소화비소 발생장치 : 그림 5에 보기를 나타낸다.

② 원자흡광 분석장치

③ 비소중공음극램프

⑶ 시험방법

① 3.2.2에서 조제한 분석용 시료용액의 적당량(As로서 0.1~1□을 함유하는 것)을 그림 5에 표시한 수소화비소 발생장치의수소화비소 발생병에 분취하고 염산(1+1) 4□ 및 물을 가하여 20□로 한다.

② 다음에 요오드화 카륨용액(20W/V%) 2□, 염화제일주석용액(10W/V%) 2□ 및 염화제이철 용액 1□를 가

하고 잘 섞은 다음 약 15분간 방치한다.

③ 수소화비소 발생장치와 원자흡광분석장치를 연결하 후 아연분말 1.0g을 빨리 ⑹⑺ 수소화비소 발생병에 가하고 자력교반기로 저어주면서 수소화비소(및 수소)를 발생시켜 그 일정량을 포집한다.⑻

④ 사방콕크를 돌려 수소화비소를 알곤-수소불꽃에 도입하여 파장 193.7nm에서 흡광도를 측정한다.⑼

⑤ 바탕시험은 3.2.2 ⑹에서 조제한 바탕시험용액을 ①~④의 조작에 따라 시험하여 흡광도를 측정하고 시료용액의 흡광도를 보정하다.⑼

주⑹ 수소화비소는 아연분말 첨가 직후에 급격히 발생하므로 도망가지않도록 하여야 한다.

⑺ 아연분말중에는 미량의 비소가 함유되어 있으므로 아연분말 첨가량을 일정하게 한다. 이렇게 하기 위한 조작으로서 ① 아연분말에 결합제를 가하여 성형시켜 정제로 만들어 가하거나 ② 아연분말에 물을 가하여 진한 현탄액을 하여 스포이드로 가하거나 ③ 일정량의 아연분말을 포장하여 첨가하는 방법 등을 사용한다.

⑻ 포집한 기체의 양을 알기 위한 방법으로서는 압력에 의한 방법, 체적에 의한 방법이 있다.

⑼ 흡광도 또는 흡광도에 대한 비례치를 읽는다.

⑷ 계   산

⑸에서 작성한 검량선에서 비소량을 구하고 시료가스 중의 입자상 비소농도를 다음 식에 의해 산출한다.

[eqn: C~=~ { A TIMES { V} over { { V}_{1 } } } over { { V}_{S} } TIMES 1,000]

여기에서 C	: 표준상태의 건조한 배출가스중의 입사상 비소의 농도(□/□)

A	: 검량선에서 구한 비소량(□)

V	: 분석용 시료용액의 조제량(□)

V1	: 분석용 시료용액의 분취량(□)

Vs	: 3.1.4에서 구한 표준상태의 건조한 시료채취량(□)

⑸ 검량선의 작성

비소표준액(0.1□ As/□) 1~10□를 수소화비소 발생병에 단계적으로 분취하고 염산(1+1) 4□ 및 물을 가하여 20□로 한다. 이하 ⑶의 ②~⑤의 조작에 따라 시험하여 비소(As)량과 흡광도와의 관계선을 작성하여 검량선으로 한다. 시료 측정시에 만든다.

4. 가스상 비소 분석방법

4.1 시료채취방법

4.1.1 채취위치의 선정

제1절 제1항 2.1에 따른다.

4.1.2 시료채취점의 선정

제1절 제1항 2.2에 따른다.

4.1.3 시료가스 채취장치

시료채취장치 구성의 보기를 그림 6에 나타낸다.

⑴ 장치의 구성 : 제1절 제1항 3.1. ⑴에 따른다.

⑵ 채취관 : 제1절 제1항 3.2에 따른다.

⑶ 여과지 : 3.1.3 ⑸와 같다.⑽

⑷ 흡수병 : 제1절 제1항 3.4 그림 9 □를 사용한다. 이때 체적은 250□것을 쓴다. 주⑽ 여과지를 흡착한 가스상 비소는 입자상 비소로 본다.

A	: 시료채취관	H	: 유량조절콕크	O	: 규소고무판

B	: 아답터계	I	: 밀폐식 흡인펌프	P	: 갈아맞춤접속관

C	: 여과재	J	: 온도	Q	: 히이터

D	: 보온재터	K	: 압력계	R	: 온도계

E	: 흡수병	L	: 습식가스미터	S	: 수은미노미터

F	: 가스필터	M	: 삼방콕크	T	: 냉각용물중탕

G	: 가스건조탑	N	: 바이패스용세척병(E와 같은 것)

그림 6  가스상 비소 및 수소화비소의 시료채취장치

4.1.4 부착, 조립 및 새는 곳 시험

부착, 조립 및 새는 곳 시험은 다음과 같이 행한다.

⑴ 부  착 : 제1절 제1항 4.1.1에 따른다.

⑵ 조  립 : 제1절 제1항 4.1.2에 따른다.

⑶ 새는 곳 시험 : 제1절 제1항 4.1.3에 따른다.

4.1.5 시료채취

시료가스의 채취는 제3장 제1절 제1항 4.1.4에 따르고 다음 각 항목의 조건을 구비한 것이어야 한다.

⑴ 흡수액 : 수산화나트륨용액(4W/V%)

⑵ 흡수병 : 흡수병 2개 이상을 준비하고 각각에 흡수액 50□씩을 넣고 냉각 물중탕에 넣어 흡수액을 상온으로 유지한다.

⑶ 흡인유량 : 1□/분

⑷ 채취관, 도관 등의 가열온도 : 배출가스와 같은 온도로 한다.

4.2 분석용 시료용액의 조제

4.2.1 시   약

⑴ 질  산

⑵ 황  산(1+1)

⑶ 과염소산

4.2.2 시험방법

⑴ 시료를 채취한 흡수병내의 용액을 250□ 비이커에 씻어 넣고 질산 30□ 및 황산(1+1) 5□를 가하여 서서히 가열한다.

⑵ 이하 3.2.2 ⑵~⑸의 조작과 같이 시허하여 분석용 시료용액을 조제한다.

⑶ 별도로 흡수액을 4.1.5에서 사용한 것과 같은 양을 250□ 비이커에 취하고 ⑴ 및 ⑵의 조작을 하여 바탕 시험용액으로 한다.

4.3 분석방법

4.3.1 흡광광도법

⑴ 시  약

시약은 3.3.1 ⑴과 같다.

⑵ 기구 및 장치

기구 및 장치는 3.3.1 ⑵와 같다

⑶ 시험방법

① 4.2.2에서 조제한 분석용 시료용액 적당량(As로서 2~10□을 함유)을 300□ 비이커에 분취하고 물을 가하여 250□로 한다.

② 이하 3.3.1 ⑶의 ②~⑨ 조작에 따라 시험한다.

⑷ 계   산

⑸에 의해 작성한 검량선으로부터 비소의 양을 구하고 시료중의 가스상 비소 농도를 다음식에 의해 산출한다.

[eqn: C~=~ { A TIMES { V} over { { V}_{ 1} } } over { { V}_{ S} } TIMES 1,000]

C	: 표준상태에서 건조한 배출가스중의 가스상 비소농도(□/□)

A	: 검량선에서 구한 비소량(□)

V	: 분석용 시료용액의 조제량(□)

V1	: 분석용 시료용액의 분취량(□)

VS	: 제1절 제1항 4.1.4 ⑷에서 구한 표준상태의 건조한 배출가스의 채취량(□)

⑸ 검량선의 작성

검량선의 작성은 3.3.1 ⑸와 같다.

4.3.2 원자흡광 광도법

⑴ 시   약

시약은 3.3.2 ⑴과 같다.

⑵ 기구 및 장치

기구 및 장치는 3.3.2 ⑵와 같다.

⑶ 시험방법

① 4.2.2에서 조제한 분석용 시료용액의 적당량(As로서 0.1~1□을 함유)을 그림 5에서 표시한 수소화비소 발생장치의 반응용기에 분취하고 염산(1+1) 4□ 및 물을 가하여 20□로 한다.

② 이하 3.3.2 ⑶의 ②~⑤조작에 따라 시험한다.

⑷ 계  산

⑸에서 만든 검량선으로부터 비소량을 구하고 시료가스중의 가스상 비소 농도를 다음 식에 의하여 산출한다.

[eqn: C~=~ { A TIMES { V} over { { V}_{1 } } } over { { V}_{S } } TIMES 1,000]

C	: 표준상태에서 건조한 배출가스중의 가스상 비소농도(□/□)

A	: 검량선에서 구한 비소량(□)

V	: 분석용 시료용액의 조제량(□)

V1	: 분석용 시료용액의 분취량(□)

VS	: 제1절 제1항 4.1.4 ⑷에서 구한 표준상태에서 건조한 배출가스의 채취량(□)

⑸ 검량선

검량선의 작성은 3.3.2 ⑸와 같다.

제 18 항  카드뮴 화합물

1. 적용범위

이 시험방법은 연료의 연소, 금속의 제련 가공 또는 이화학적 처리 등에 따라서 굴뚝, 연통 또는 닥트 통(이하 굴뚝이라 한다.)에서 배출되는 가스중의 카드뮴 분석방버에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 원자흡광광도법

카드뮴을 원자흡광 분석법으로 정량하는 방법이다. 측정파장은 228.8nm을 쓴다. 정량범위는 Cd 0.04~1.5ppm으로, 반복표준편차는 2~10%이다. 이 방법의 일반적 주의, 분석조작 검량선의 작성과 정량법 기타에 관하여는 원자흡광광도법에 따른다.

2.2 흡광광도법

카드뮴 이온을 수산화 나트륨·시안화칼륨 용액중에서 디티존에 반응시켜서 생성되는 카드뮴 착염을 클로로포름으로 추출한다. 추출한 카드뮴 착염을 타르타르산 용액으로 역추출하고 재차 수산화나트륨·시안화칼륨 용액속에서 디티존에 반응시켜 클로로포름으로 추출하고 그의 흡광도를 측정하여 정량한는 방법이다. 정량범위는 Cd 0.001~0.04□으로서 반복표준편차는 3~10%이다.

3. 시료채취

3.1 채취위치 및 채취점의 선정

3.1.1 채취위치의 선정

제1항(분진) 3.1의 규정에 따른다.

3.1.2 채취점의 선정

제1항(분진) 3.3의 규정에 따른다.

3.2 시료채취장치

시료채취장치는 시료채취관, 시료포집장치, 흡인가스 유량측정장치, 가스흡입장치 등으로 구성되며 제1항(분진)에 규정한 것을 사용한다. 시료포집장치는 그림 1과 같다. 이것을 시료포집장치용 스테인레스강제 홀더(그림 2)에 연결하여 사용한다. 이때 거르는 데에는 유리섬유제, 석영섬유제 또는 셀룰로스제 여과지를 쓴다.

비고 1. 셀룰로스제 여과지를 써서 시료를 채취할때에는 분석용 시료용액의 조제시 5.1 및 5.2에 따라서는 안된다.

2. 굴뚝 배출가스의 온도와 여과지와의 관계는 표1에 따른다.

표1 굴뚝 배출가스 온도와 여과지의 관계
굴뚝배출가스의 온도	여 과 지
120℃ 이하 500℃ 이하 1,000℃ 이하	셀룰로스 섬유제 여과지 유리 섬유제 여과지 석영 섬유제 여과지

그림 1  경질유리제 또는 석영유리제

시료 포집장치

치수의 보기 단위 : □
D d Df	24, 36 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 20, 25, 28

그림 2  시료포집장치용 스테인레스강제 홀더

3.3 시료채취

제1항(먼지) 3.4⑵ (5·2)에서 규정하는 이동채취법에 따라서 각 측정저메서 등속흡인하여 채취한다. 이때 필요에 따라서는 3.4 ⑵에서 규정하는 각점 채취법을 써도 좋다.

등속흡인 채취방법은 제3장 제2절 제1항(분진)에 따른다.

4. 카드뮴농도의 계산방법

배출가스중의 카드뮴 농도는 0℃, 760mmHg로 환산한 건조배출가스 1□중의 카드뮴의 □수로 나타내며, 다음 식에 따라서 계산한다.

[eqn: C~=~ { m TIMES { 10}^{3 } } over { V}_{S }}]

C	: 금속농도(□/□)

m	: 시료중의 금속량(□)

Vs	: 건조시료가스량(□)(0℃, 760mmHg)

각점 채취법을 썻을 경우에는 제1항 분진 4.2.6 ⑶에 준하여 평균한다.

5. 분석용 시험용액의 조제

채취한 시료는 그의 성상에 따라 표2의 처리방벙에 의하여 처리하고 분석시료용액을 조제한다.

표 2

성 상	처 리 방 법(1)
타르 기타 소량의 유기물을 함유하는 것	질산-염산법, 질산-과산화 수소수법
유기물을 함유하지 않는 것	질산법
다량의 유기물 유리탄소를 함유하는 것 셀룰로스 섬유제 여과지를 사용한 것	저온회화법

주⑴ 처리방법에 있어서의 조작은 바깥지름 25□인 원통 여과지를 쓰는 경우를 기준으로 한다. 바깥지름 25□이외의 원통 여과지를 쓰는 경우에는 그 크기에 비례하여 사용하는 시약의 양을 비례적으로 증감한다.

5.1 질산- 염산법

5.1.1 시   약

⑴ 질   산

⑵ 질산(1+4)

⑶ 질산(2+98)

⑷ 염산(1+1)

5.1.2 기   구

⑴ 밑이 둥근 플라스크 : 250□, 갈아맞춤

⑵ 메스플라스크 : 250□

⑶ 볼 콘덴서 : 300□, 갈아맞춤

5.1.3 시험방법

시료⑵를 포집한 여과지를 적당한 크기로 잘라서 250□ 밑이 둥근 플라스크에 넣고 질산 15□와 염산(1+1) 70□를 가한다음 볼 콘덴서를 연결하고 물중탕 중에서 1~2시간 환류 가열한다.

냉각후 볼 콘덴서를 물로 씻는다. 다시 물을 가하여 액량을 약 150□로 하고 상등액을 가만히 따라 여과지 5A를 써서 거른다. 이 씻는 조작을 몇번 반복하고 여과지는 질산(2+98)으로 씻는다. 이 여과액과 씻은 액을 열판위에서 가열 증발시켜 소량으로 만든다. 다시 이액을 물중탕중에서 완전 건조될 때 까지 가열한다. 건조후 질산(1+4) 25□를 가하고 찌꺼기를 가열하여 녹인다. 식힌후 250□ 메스플라스크에 옮겨 넣고 물을 표선까지 가한다. 별도로 여과지에 대하여 같은 조작을 하여 바탕시험 용액으로 한다.

주 ⑵ 시료에는 흡입구로부터 거름종이까지의 관의 내측에 붙어 있는 것도 적당한 방법으로 처리하여 가한다.

⑶ 이산화 납 등의 난용성 물질이 함유되어 있는 경우는 5.2에 따른다.

5.2 질산-과산화수소수법

5.2.1 시  약

⑴ 질산(1+1)

⑵ 질산(1+4)

⑶ 질산(2+98)

⑷ 과산화수소수(30%)

5.2.2 기  구

⑴ 밑이 둥근 플라스크 : 250□, 갈아맞춤

⑵ 메스플라스크 : 250□

⑶ 볼 콘덴서 : 330□, 갈아맞춤

5.2.3 시험방법

시료⑷를 포집한 여과지를 적당한 크기로 잘라서 250□ 및이 둥근 플라스크에 넣고 질산(1+1) 60□와 과산화 수소수(30%) 10□를 가한다음 볼 콘덴서를 연결하고 물중탕에서 1~2시간 환류 가열한다. 가열도중에 과산화수소수(30%) 10□씩을 2회에 걸쳐 가한다. 냉각후 볼 콘데서를 물로 씻고 상등액을 가만히 따라 여과지 5A를 써서 거른다. 뜨거운 물 30□를 플라스크에 가하고 물중탕중에서 5~10분간 가열하고 이것을 먼저의 여과지를 써서 거른다.

이 조작을 반복하고 다시 따뜻한 질산(2+98)으로 여과지를 씻는다. 여과액과 시은 액을 물중탕 중에서 가열 증발시켜 건고되지 않을 정도로 농축⑸한다. 여기에 질산(1+4) 10□를 가하고 물중탕중에서 가열하여 녹이고 식힌후 250□메스플라스크에 옮기고 질산(2+98)으로 표선까지 채운다.

별도로 여과지에 대하여 같은 조작을 하여 바탕시험 용액으로 한다.

주⑷ 5.1.3의 주⑵와 같다.

⑸ 분석조작상 산의 농도에 의한 영향이 무시되는 경우에는 증발농축을 생략하고 식힌후 물로서 250□로 한다.

5.3 질산법

5.3.1 시   약

⑴ 질산(1+5)

⑵ 질산(2+98)

5.3.2 기   구

⑴ 코니칼 비이커 : 250□

⑵ 메스플라스크 : 250□

5.3.3 시험방법

시료⑹를 포집한 여과지를 적당한 크기로 잘라서 250□ 코니칼 비이커에 넣고 질산(1+5) 100□를 가한다음 물중탕중에서 30~60분간 가열한다.⑺ 이하 5.2.3의 여과 조작이후에 따라 시험한다.

주⑹ 5.1.3의 주⑵와 같다.

⑺ 5.1.3의 주⑶과 같다.

5.4 저온회화법

5.4.1 시   약

⑴ 염산(1+1)

⑵ 염산(2+98)

⑶ 과산화수소수(30%)

5.4.2 기구 및 장치

⑴ 코니칼 비이커 : 250□

⑵ 메스플라스크 : 250□

⑶ 저온회화장치 : 그림 3에 보기를 나타낸다.

그림 3  저온 회화장치

5.4.3 시험방법

시료⑻를 포집한 여과지를 회화실에 넣고 약 200℃ 이하에서 회화한다. 셀룰로스 섬유제 여과지를 사용했을 때에는 그대로, 유리섬유제 또는 석영섬유제 여과지를 사용했을 때에는 적당한 크기로 자르고 250□ 코니칼비어커에 넣은 다음 염산(1+1) 70□ 및 과산화수소수 (30%) 5□를 가한다. 이것을 물중탕중에서 약 30분간 가열하여 녹인다. 이하 5.2.3의 여과조작에 준하여 조작을 한다. 이때 질산(2+98)대신에 염산(2+98)을 쓴다.

주⑻ 5.1.3의 주⑵와 같다.

6. 분석방법

6.1 원자흡광 분석법

6.1.1 시   약

⑴ 카드뮴 표준원액(0.1□ Cd/□) : 카드뮴(99.9% 이상) 0.100g을 질산(1+10) 50□에 녹이고 가열하여 산화질소가스를 쫓아낸 다음 식혀서 1□ 메스플라스크에 넣고 물로 표선까지 채운다.

⑵ 카드뮴 표준액(0.01□ Cd/□ 또는 0.001□ Cd/□) : ⑴의 카드뮴 표준원액을 정확히 분취하여 0.01□ Cd/□ 또는 0.001□ Cd/□을 만든다. 이 용액은 쓸때마다 만든다.

6.1.2 사용가스

⑴ 가연성 가스 : 아세틸렌 또는 수소

⑵ 조연성 가스 : 공기

6.1.3 장   치

⑴ 원자흡광 분석장치 : 1식

⑵ 카드뮴의 중공음극 램프

6.1.4 시험방법

카드뮴의 중공음극 램프를 점등하여 안정하게 한다음 228.8nm의 파장으로 원자흡광 분석법 통칙에 따라 조작을 하여 5에서 조제한 시료용액을 써서 흡광도 또는 흡수 백분율을 측정하고 검량선에서 카드뮴량을 구한다.

별도로 바탕시험용액을 써서 같은 조작을 하여 결과를 보정한다.

검량선의 작성 : 원자흡광 분석법 통칙의 검량선⑼ 작성방법에 따른다.

주⑼ 검량선을 작성할 때의 산과 그 농도는 시료용액과 같게 한다.

비고 : 용매추출에 의하는 경우에는 다음 방법 중 하나를 택한다.

<A법>

시료용액 V□(Cd로서 0.02□ 이하) 및 바탕 시험용액 V□를 200□ 분액깔때기에 취하고 구연산 암모늄 용액(6.2.1 ⑷) 10□ 및 지시약으로 브롬티몰불루우용액(0.1W/V%) 3방울을 가하여 액의 색이 노란색에서 녹색이 될 때까지 암모니아수(1+1)를 가한다. 여기에 물을 가하여 100□로 하고 디에틸디티오 카바민산나트륨 용액(10W/V%) 5□를 가한 다음 흔들어 잘 섞는다. 여기에 초산-n-부틸⑽ 10□를 정확히 가하고 1분간 심하게 흔들어 저은 다음 정치하여 초산-n_부틸층을 분리한다. 분리된 초산-n-부틸층을 불꽃중에 분무하여 그의 흡광도를 측정하여 검량서에 따라 카드뮴을 정량한다

주⑽ 초산-n-부틸 대신에 메틸이소부틸케톤을 써도 좋다. 이 경우에는 미리 분액깔때기 속의 시료용액에 황산암모늄 5g을 가하여 녹인다.

<B법>

시료용액 V□(Cd로서 0.02□ 이하) 및 바탕 시험용액 V□를 200□ 분액깔때기에 취하고 구연산 암모늄 용액(6.2.1 ⑷) 10□, 염산 히드록실 아민용액(10W/V%) 2□와 지시약으로 티몰불루우용액(0.1W/V%) 2~3방울을 가하여 액의 색이 노란색에서 녹색이 될 때까지 암모니아수(1+1)를 가한다. 여기에 물을 가하여 100□가 되게 하고 디티존·클로로포름용액(0.03W/V%) 20□를 가한 다음 약 2분간 심하게 흔들어 섞고 정치하여 분리된 클로로포름 충을 다른 분액깔때기에 옮겨 담는다. 물층에 디티존 클로로포름용액(0.03W/V%) 5□를 가하고 흔들어 섞어 재차 추출한다. 이 추출조작을 클로로포름층이 녹색을 계속 유지할 때까지 반복한다. 추출한 클로로포름층은 합치고 암모니아수(1+100) 20□로 씻고 다음에 물 20□로 씻는다.

씻은 다음의 클로로포름층에 염산(2+98) 10□를 정확하게 가하고 약 2분간 심하게 흔들어 섞은 다음 정치하여 분리된 클로로포름층을 버린다. 물층을 불꽃속에 분무하여 그 흡광도를 측정한다.

6.2 흡광광도법

6.2.1 시   약

⑴ 정제 클로로포름 : 클로로포름을 증류하여 81.2℃의 유분을 취하고 찬곳에 보관한다.

⑵ 디티존 클로로포름원액(0.01 W/V%) : 새로 정제한 디티존(디페닐티오카바존) 0.61g을 정제 클로로포름 200□에 잘 저어서 녹이고 여과지로 거른다. 이 용액을 분액 깔때기에 옮겨 담고 암모니아수(1+100) 400□를 가한 다음 흔들어 디티존을 물층에 옮기고 정치하여 클로로포름층을 분리한다.

물층에 정제 클로로포름 50□를 가하고 흔들어 섞어서 씻는다. 정치후 클로로포름층을 분리하고 이 조작을 클로로포름층이 엷은 녹색이 될 때까지 반복한다.

클로로포름으로 씻은 물층에 정제 클로로포름 500□와 염산(1+10) 50□를 가하고 잘 흔들어 섞고 디티존을 클로로포름층에 옮긴다. 남은 디티존을 재차 정제 클로로포름으로 추출하고 정치후 먼저의 디티존 용액에 가한 다음 다시 정제 클로로포름을 가하여 1,000□로 하여 착색병에 넣고 포화아황산 수용액 100□를 가한 다음 뚜껑을 하고 10℃ 이하에서 보관한다.

⑶ 디티존·클로로포름용액(0.005W/V%) : ⑵의 디티존·클로로포름원액(0.01W/V%)을 ⑴의 정제 클로로포름으로 2배로 묶게하고 (①) 또는 (②)에 따라 조제한다.

(①) A법 : ⑵의 디티존·클로로포름원액을 정제 클로로포름으로 20배 묽게한 요액을 10□의 셀에 넣고 정제 클로로포름을 대조액으로 하여 광전 분광광도계로 605nm에서 흡광도를 측정하여 A로 한다. 이때 디티존·클로로포름원액 1□는 124×A□의 디티존을 함유하게 된다.

디티존·클로로포름원액 50,000/124×A□를 취하고 정제 클로로포름을 정확하게 가하여 1□로 한다.

(②) B법 : 분액깔때기에 아연표준액(0.001M) 5□를 정확하게 취하고 여기에 초산암모늄용액(25W/V%)(초산과 암모니아수로서 pH 5.5로 하고 ⑵의 디티존·클로로포름원액 및 클로로포름으로 씻는다.) 2□ 및 물 50~60□를 가한다. 여기에 디티존·클로로포름원액 20□를 정확하게 가하고 3분간 심하게 흔들어 섞는다. 정치한 다음 클로로포름층을 버린다. 물츠에 정제 클로로포름 10□를 가하여 1분간 심하게 흔들어 섞고 정치한 다음 클로로포름층을 버린다. 물층에 지시약으로 크실레놀오렌지용액(0.1W/V%) 몇 방울을 가하고 M/1,000 EDTA 용액으로 액의색이 핑크색에서 노란색으로 변할 때까지 적정하고 다음식에 따라서 디티존·클로로포름원액의 농도 G(W/V%)를 계산한다.

[eqn: G~=~ { Z-T TIMES F} over {S } TIMES 784]

여기에서 G	: 디티존·클로로포름원액의 농도(W/V %)

Z	: 아연(g)

T	: 적정에 소요된 M/1,000 EDTA 용액(□)

F	: M/1,000 EDTA 용액 1□에 상당하는 아연(g)

S	: 검사하려고 하는 디티존·클로로포름원액

이 원액을 써서 디티존·클로로포름(0.005W/V%)액을 조제한다.

⑷ 구연산 암모늄 용액 : 구연산 이 암모늄(Ammonium Citrate Dibasic) 10g을 물 약 80□에 녹인다. 암모니아수 (1+1)를 떨어뜨려서 pH를 약 9로 조절한 다음 물을 가하여 100□로 한다. 이것을 분액깔때기에 옮겨 담고 디티존·클로로포름용액(0.005W/V%) 소량을 가한 다음 잘 흔들어 섞고 정치하여 클로로포름층을 분리한다. 이 조작을 클로로포름층이 녹색을 계속 유지할 때까지 반복한다. 다음에 정체 클로로포름 5~10□를 가하고 잘 흔들어 섞은 다음 정치하여 클로로포름층을 분리한다. 물층을 마른 여과지로 여과해서 클로로포름의 작은 입자를 제거한다.

⑸ 메틸오렌지용액(0.1W/V%) : 메틸오렌지 0.10g을 물에 녹여 100□로 한다.

⑹ 염산히드록실 아민용액(10W/V%) : 염산히드록실아민(Hydroxyl Amine Hydrochloride) 10g을 물에 녹여서 100□로 한다.

⑺ 시안화칼륨용액(1W/V%) : 시안화칼륨 1.0g을 물에 녹여서 100□로 한다.

⑻ 시안화칼륨용액(0.1W/V%) : ⑺의 시안화칼륨

⑼ 수산화나트륨용액(10W/V%) : 수산화나트륨 10g을 물에 녹여 100□로 한다.

⑽ 수산화나트륨용액(1W/V%) : ⑼의 수산화나트륨용액을 물로 10배 묽게 한다.

⑾ 타르타르산용액(2W/V%) : 타르타르산(Tartaric Acid) 20g을 물에 녹여서 1□로 한다. 이 용액을 ⑷의 구연산암모늄용액과 같이 디티존·클로로포름용액(0.005W/V%)을 가하여 씻는다.

⑿ 카드뮴 표준액(0.001□ Cd/□) : 6.1.1 ⑵와 같다.

6.2.2 기구 및 장치

⑴ 분액깔때기 : 50□, 100□, 300□, 500□

⑵ 광  도  계 : 광전광도계 또는 광전분광 광도계

6.2.3 시험방법

5에서 조제한 시료용액으 적당량(Cd로서 0.04□ 이하를 함유)을 분액깔때기에 취하고 구연산암모늄용액 5□를 가한 다음 메틸오렌지용액(0.1W/V%) 2~3방울을 가하고 수산화나트륨용액(10W/V%)으로 액의 색이 붉은색에서 약간 ㅗ란색으로 될 때까지 적정한다. 염산히드록실 아민용액(10W/V%) 2□를 가하고 흔들어 섞는다. 여기에 수산화 나트륨용액(10W/V%) 10□와 시안화칼륨용액(1W/V%) 1□를 가하고 잘 흔들어 섞는다. 다음에 디티존·클로로포름용액(0.005W/V%)⑾ 5□를 가하고 잘 흔들어 섞는다. 정치후 클로로포름층을 분액갈때기 100□에 옮겨 넣는다. 물층에 재차 디티존·클로로포름용액(0.005W/V%) 5□ 가하고 위와같이 추출한다. 이 추출조작을 클로로포름층이 빨갛게 되지 않을 때까지 반복한다.

추출한 클로로포름층은 합치고 여기에 타르타르산 용액(2W/V%) 20□를 가한 다음 1분간 심하게 흔들어 섞는다. 정치후 클로로포름층을 별도로 분액깔때기에 옮겨 넣고, 타르타르산용액(2W/V%) 5□를 가한다음 잘 흔들어 섞고 정치후 클로로포름층을 버린다

먼저 타르타르산층과 나중의 타르타르산층을 합치고, 여기에 정체 클로로포름 2□를 가한다음 심하게 흔들고, 정치후 클로로포름층을 버리며, 타르타르산층에 염산히드록실아민용액(10W/V%) 0.2□, 수산화나트륨용액(10W/V%) 10□ 및 시안화 칼륨용액(0.1W/V%) 1□를 가한 다음 흔들어 섞는다. 여기에 디티존·클로로포름(0.005W/V%) 5□를 가하고 1분간 심하게 흔들어 섞는다. 정치후 클로로포름층을 분액깔때기 50□에 옮겨 넣는다.

다시 물층에 디티존·클로로포름(0.005W/V%) 2□를 가하고 1분간 심하게 흔들어 섞는다. 클로로포름층을 먼저의 분액 깔때기 50□속에 합친다. 이 조작을 클로로포름층이 빨갛게 되지 않을 때까지 반복한다. 합친 클로로포름층에 수산화나트륨용액(1W/V%) 20□를 가하고 1분간 심하게 흔들어 섞은 다음 정치하여 물을 분리하고 완전히 제거한다. 클로로포름층을 25□ 메스플라스크에 옮겨 넣고 정제 클로로포름을 표선까지 가한다. 이 용액을 흡수셀 10□에 넣고 정제 클로로포름을 대조액으로 하여 파장 520nm 부근에서 그의 흡광도를 측정하여 미리 작성한 검량선에서 카드뮴량을 구한다.

별도로 바탕 시험용액을 써서 같은 조작을 하여 결과를 보정한다.

검량선의 작성 : 카드뮴 표준액(0.001□ Cd/□) 0~4□를 단계적으로 취하고, 위의 조작을 하여 카드뮴과의 흡광도와의 관계선을 작성한다.

주⑾ 디티존·클로로포름용액(0.005W/V%) 대신에 디티존·사염화탄소용액(0.005W/V%)을 써도 좋다.

비고 : 이 방법은 시료용액중에다량의 철 및 망간이 함유되어 있는 경우에는 디티존·클로로포름용액에 의한 카드뮴의 추출이 불완전하게 된다. 그러한 염려가 있는 경우에는 시료용액에 염산(1+1)을 가하여 1~2N 염산산성으로 한 다음 강염기성 음이온 교환수지층(R-Cl형 지름 100□)을 흐르게 하여, 카드뮴을 흡착시키고, 염산(1+9)으로 세척한다. 이어 질산(1+12) 또는 질산(1+6)을 써서 용해분리하고 이액을 위의 조작에 따라서 정량한다. 이때, 타르타르산에 의한 역추출을 생략할 수가 있다.

참고 : 원자흡광광도법 및 흡광 광도법에 의하여 정량할 때에는 그때마다 검량선을 작성하는 것이 원칙이나 다음과 같이 편법을 쓸수도 있다.

⑴ 6.1.4의 비고에 있어서 As에서 Ao를 감한 검량선이 원점을 지나는 직선이 되는 경우에는, 그 직선영역에 관해서는 물 V□ 및 카드뮴 표준액(0.001□ Cd/□) v□에 물을 가하여 V□로 한 것을 써서 같은 조작을 한 경우의 흡광도를 각각 Ao 및 As로 하여 다음의 식에서 시료중의 카드뮴의 함유량C(□/□)를 구할 수가 있다.

[eqn: C~=~0.001 TIMES v TIMES { A-Ab} over {As-Ao } TIMES { 25.0} over {v } TIMES { { 10}^{ 3} } over {Vs }]

C	: 카드뮴량(□/□)

A	: 시료용액 V□의 흡광도

Ab	: 바탕 시료용액 V□의 흡광도

As	: 카드뮴 표준액 v□/V□의 흡광도

Ao	: 물 V□의 흡광도

Vs	: 건조시료 가스량(□)(0℃, 760mmHg)

⑵ 6.2.3에 있어서 As에서 Ao를 감한 검량선이 원점을 지나는 직선이 되는 경우에는 그 직선영역에 관해서는 ㅍ□ 및 카드뮴 표준액(0.001□ Cd/□) 20□에 물을 가하여 V□로 한 것을 써서 같은 조작을 한 경우의 흡광도를 각각 Ao 및 As로 하고, 이때 시료중의 카드뮴량 C(□/□)는 다음 식에서 구할 수가 있다.

[eqn: C~=~0.02 TIMES { A-Ab} over {As-Ao } TIMES { 250} over {v } TIMES { { 10}^{ 3} } over {Vs }]

C	: 카드뮴량(□/□)

A	: 시료용액의 흡광도

Ab	: 바탕 시료용액의 흡광도

As	: 카드뮴 표준액 v□/V□의 흡광도

Ao	: 물 V□의 흡광도

V	: 시료용액, 바탕 시험용액 및 물의 채취량(□)

제 19 항  납 화 합 물

1. 적용범위

이 시험방법은 연료의 연소, 금속의 제련가공 또는 이화학적 처리 등에 따라서 굴뚝에서 배출되는 가스중의 납의 분석방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 원자흡광광도법

납을 원자흡광광도법에 따라서 정량하는 방법이다. 측정파장은 217.0nm 또는 283.3nm을 쓴다. 정량범위는 Pb 0.2~25ppm으로 반복표준편차는 2~10%이다. 본 법의 일반적주의, 분석방법, 검량선의 작성과 정량법 기타에 관하여는 원자흡광광도법에 따른다.

2.2 흡광광도법

납 이온을 시안화칼륨용액중에서 디티존에 적용시켜서 생성되는 납 디티존 착염을 클로로포름으로 추출하고 과잉량의 디티존은 시안화 칼륨용액으로 씻고 납착염의 흡광도를 측정하여 정량하는 방법이다. 정량범위는 Pb 0.001~0.04□이고 반복표준편차는 3~10%이다.

3. 시료채취

제18항(카드뮴 화합물) 3에 따른다.

4. 납농도의 계산방법

제18항(카드뮴 화합물) 4에 따른다.

5. 분석용 시험용액의 조제

제18항(카드뮴 화합물) 5에 따른다.

6. 분석방법

6.1 원자흡광광도법

6.1.1 시   약

⑴ 납표준원액(0.1□□ Pb/□) : 질산납 0.160g을 물에 녹이고 질산(1+1) 1□를 가한 다음 1,000 메스플라스크에 넣고 물을 표선까지 가한다.

⑵ 납표준액(0.01□ Pb/□) : ⑴의 납표준원액(0.01□ Pb/□) 10□를 100□ 메스플라스크에 넣고, 물을 표선까지 가한다. 이 용액은 쓸때마다 조제한다.

6.1.2 사용가스

⑴ 가연성 가스 : 아세틸렌 또는 수소

⑵ 조연성 가스 : 공기

6.1.3 장   치

⑴ 원자흡광 분석장치 1식

⑵ 납의 중공음극램프

6.1.4 시험방법

제18항(카드뮴 화합물) 6.1.4에 따른다

비고 : 용매추출에 의하는 경우는 제18항(카드뮴화합물) 6.1.4의 비고에 따른다.

6.2 흡광광도법

6.2.1 시   약

⑴ 암모니아수(1+1)

⑵ 정제 클로로포름 : 제18항(카드뮴화합물) 6.2.1 ⑴과 같다.

⑶ 디티존·클로로포름용액( 0.005W/V%) : 제18항(카드뮴화합물) 6.2.1 ⑶과 같다.

⑷ 구연산암모늄용액 :

⑸ 염산 히드록실아민용액(10W/V%) : 제18항(카드뮴화합물) 6.2.1 ⑹과 같다.

⑹ 시안화칼륨용액(5W/V%) : 시안화 칼륨 50g을 물에 녹여서 1□로 한다. 이 용액을 강산성 양이온 교환수지를 써서 납을 제거한다.

⑺ 시안화칼륨용액(0.5W/V%) : ⑹의 시안화칼륨용액(5W/V%)을 물로 10배 묽게 한다.

⑻ 납표준액(0.1□ Pb/□) : 6.1.1 ⑵와 같다.

6.2.2 기구 및 장치

⑴ 분액깔때기 100~150□

⑵ 광도계 : 광전광도계 및 분광광도계

6.2.3 시험방법

제18항(카드뮴화합물) 5에서 조제한 시료용액의 적당량(Pb로서 0.04□이하를 함유함)을 분액깔때기에 취하고, 구연산 암모늄 용액 10□ 및 염산히드록실어민용액(10W/V%) 2□를 가한 다음 흔들어 섞고 잠시 방치한다. 다음에 암모니아수(1□)를 가하여 약알칼리성(pH 약 8.5~10)으로 한다. 다음에 시안화칼륨용액(5W/V%) 5□를 가하고, 다시 디티존 클로로포름용액⑴(0.005W/V%) 5□을 가하여 1분간 흔들어 섞은 다음 정치하고, 클로로포름은 뚜껑을 갈아 맞춘 시험관에 옮겨 넣는다.⑵ 물층에는 소량의 디티존 클로로포름용액(0.05W/V%)을 가하고 흔들어 섞어서 클로로포름층이 무색이 될 때까지 추출을 반복한다.

클로로포름층은 먼저의 뚜껑을 갈아맞춘 시험관에 합치고, 여기에 시안화칼륨용액(0.5W/V%) 5□를 가한 다음 1분간 흔들어 섞고 정치하여 물층은 피펫 또는 스포이드 등으로 제거한다. 이 세척조작을 물층이 무색이 될 때까지 반복하고⑶  최후에 물 5□를 가하고 흔들어 섞어서 세척한 다음 정치하여 물을 분리하고 완전히 제거한다. 이것을 25□메스플라스크에 옮겨 넣고, 정체 클로로포름을 표선까지 가한다. 이 용액의 일부를 흡수셀 10□에 옮겨 넣고 정제 클로로포름을 대조액으로 하여 파장 520nm부근에서 흡광도를 측정하고 미리 작성한 검량선에서 납의 양을 구한다. 별도록 바탕시험 용액을 써서 같은 조작을 하여 결과를 보정한다.

검량선의 보정 : 납표준액(0.01□ Pb/□) 0~4□를 단계적으로 취하고 위의 조작을 하여 납의 양과 흡광도와의 관계선을 작성한다.

주⑴ 디티존 클로로포름용액(0.005W/V%)대신에 디티존 사염하탄소용액(0.005W/V%)또는 디티존 벤젠용액(0.005W/V%)을 써도 좋다.

디티존 벤젠용액(0.005W/V%)을 쓰는 경우 시료용액의 적량은 Pb로서 0.01□이하를 함유하고 추출조작은 디티존 벤젠용액(0.005W/V%) 10□ 1회로 족하며, 또 흡광도측정은 시안화칼륨용액(0.5W/V%)으로 세척한 다음 기대로 행한다.

⑵ 클로로포름층은 퇴색하기 쉬우므로 이것을 막기 위하여 20℃이하의 암상자속에 보존하도록 하는 것이 좋다.

⑶ 시안화칼륨용액에 의한 세척을 수회 반복하여도 무색이 되지 않을 때는 비교적 다량의 비스무드가 함유되어 있는 때문이며, 다음의 분별추출을 하여 납을 분리한 다음 정량한다. 추출한 비스무드, 납의 디티존 착염의 클로로포름 용액에 프탈산 수소칼륨-염산완충용액(M/5프탈산 수소칼륨용액 250□와 M/5 염산 49.75□를 혼합하고 물을 넣어 1□로 한다. 이 용액의 pH는 3.4이다.) 20□ 가하고 1분간 심하게 흔들어 섞어서 납을 완충용액 속으로 옮긴다. 클로로포름층을 분리하고 재차 프탈산 수소칼륨-염산완충용액 20□를 가하고 흔들어서 납을 전부 완충용액으로 옮긴다.

1	납을 함유한 완충용액을 합치고 암모니아수(1+1)로 약알칼리성으로 한 다음 본문과 같은 조작을 하여 납을 정량한다.

제 20 항  크  롬  화  합  물

1. 적용범위

이 시험방법은 연료 및 기타 물질의 연소, 금 속의 제련과 가공, 이화학적 처리 등에 따라서 굴뚝 등에서 배출되는 가스중의 크롬을 분석하는 방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 원자흡광광도법

크롬을 원자흡광광도법으로 정량하는 방법이다. 측정파장은 357.9nm를 쓴다. 정량범위는 크롬으로서 2~20□/□, 반복정밀도는 표준편차 퍼센트로 2~10%이다.

2.2 흡광광도법

시료용액중의 과망간산칼륨에 의하여 6가로 산화하고 요소를 가한 다음 아질산나트륨으로 과량의 과망간산염을 분해하고, 디페닐칼바지드를 가하여 발색시켜 파장 540nm 부근에서 흡광도를 측정하여 정량하는 법이다. 정량범위는 크롬으로 0.002~0.05□으로서 반복정밀도는 표준편차 퍼센트로 3~10%이다.

3. 시료채취

제18항(카드뮴화합물) 3에 따른다.

4. 크롬농도의 계산방법

배출가스중의 크롬의 농도는 표준상태(0℃, 760mmHg)로 환산한 건조배출가스 1□중의 금속의 □수로 나타내며 다음 식에 따라서 계산한다.

[eqn: C~=~ { m TIMES { 10}^{ 3} } over { Vs}]	C : 금속농도(□/□) m : 시료중의 금속량(□) Vs : 건조시료 가스량(□)

5. 분석용 시료용액의 조제

채취한 시료는 다음과 같이 처리하여 분석시료용액을 조제한다(이하 시료용액이라 한다). 이때, 처리방법에 있어서의 조작은 바깥지름 25□의 원통여과지를 썼을 때를 기준으로 한다.

바깥지름 25□이외의 원통여과지를 썼을 경우에는 단면적에 비례하여 사용하는 시약량을 증감한다.

5.1 시   약

⑴ 탄산나트륨

⑵ 황산(1+3), (1+2)

⑶ 불화수소산

⑷ 질산(1+1)

⑸ 과산화수소수(30%)

⑹ 질산나트륨

5.2 기구 및 장치

⑴ 백금도가니 30번

⑵ 전기로

5.3 시험방법

시료⑴를 포집한 원통여과지를 적당한 크기로 자르고, 자기도가니에 넣은 다음, 전기로⑵를 써서 500℃에서 회화⑶한 다음 백금도가니에 옮겨 넣는다. 여기에 황산(1+3) 몇방울과 불화수소산 20□를 가하고 통풍실 안에서 열판위에 올려 놓고 극히 서서히 가열하여, 황산의 흰연기가 발생하기 시작하면 온도를 올려서, 황산의 흰연기가 없어질 때까지 가열한다.

방냉한 후 황산(1+3) 1~2방울과 불화수소산 5□를 가하고, 재차 황산의 흰연기가 발생하지 않을때까지 가열한다. 이어 백금도가니를 직화로 가열하여 서서히 온도를 올려서, 황산의 흰연기가 발생하지 않을때까지 가열한 다음 방냉한다.

용제로서 탄산나트륨 2g과 질산나트륨 0.1g을 가한 다음 직화로 서서히 온도를 올려서 강열하여 녹이고 이따금 도가니를 흔들어서 내용물을 잘 섞고 약 20분간 용해조작을 계속한다. 방냉한 내용물을 백금도가니와 함께 200□ 비이커에 올겨 넣고 소량의 온수를 가하여 물중탕에서 가열추출한다.⑷

비고 : 분해가 어려운 시료를 녹일 때에는 먼저 쓴 용제에 다시 붕산나트륨(무수) 0.2g 정도를 가한다.

⑴ 원자흡광 광도법에 따라서 측정하는 경우에는 다음의 조작을 한다. 백금도가니를 닦아내고 질산(1+1) 2□를 가하여 붙어있는 생성물을 완전히 녹이고 먼저의 비이커에 물로 씻어 넣는다. 동시에 백금도가니의 덮개도 물로 씻어 씻은 액을 합친다. 질산(1+1) 8□와 과산화수소수(30%) 1방울을 가한 다음, 비이커를 시계접시로 덮고 끓여서 이산화탄소를 쫓아내는 동시에 완전히 녹이며⑸, 냉각후 메스플라스크 50□⑹에 옮겨 넣고, 물을 표선까지 가한 다음 이것을 시료용액으로 한다. 별도로 여과지에 대하여 같은 조작을 하여 바탕시험용액으로 한다.

⑵ 흡광광도법에 따라서 측정할 때에는 다음의 조작을 한다. 생성물을 충분히 녹인 다음 용액을 여과지 5종 A를 써서 거르고 온수로 씻는다. 여과액과 씻은 액을 합치고, 황산(1+2)을 가하여 중화한다.

이것을 건고하지 않을 정도로 증발하고 냉각후 메스플라스크 50□에 옮겨 넣고, 물을 표선까지 넣어 이것을 시료용액으로 한다. 별도로 여과지에 대하여 같은 조작을 하여 바탕시험용액으로 한다.

주⑴ 시료에는 흡입구로부터 여과지까지의 관의 내면에 붙은 것도 적당한 방법으로 가한다.

⑵ 다량의 탄소를 함유하는 시료인 경우는 산화가 곤란하므로 충분히 시간을 갖고 희화할 필요가 있다.

⑶ 시료중에 유기물과 유리탄소를 거의 함유하지 않는 경우는 이 조작을 생략하여도 좋다.

⑷ 역류방지기에 크롬이 붙어있는 경우에는 온수와 질산(1+1) 몇 방울로서 추출하여 거르고 세척하여 자기도가니에 옮겨 거의 건고될 때까지 농축한 다음 주용액(主溶液)에 가한다.

⑸ 잔류물이 있을 경우에는 거르고, 물로 씻은 다음 여과지를 백금도가니에 옮겨서 600℃에서 희화하고 위에 실시한 탄산나트륨을 용해하여 용해액을 합친다.

⑹ 사용하는 플라스크는 크롬의 양에 따라서 그의 크기를 바꾸어도 좋다. 이때 용해에 쓰는 산량을 액량에 비례하여 증감한다.

6. 분석방법

6.1 원자흡광광도법

⑴ 시   약

① 크롬표준원액(1□ Cr/□) : 시약용 중크롬산 칼륨(표준시약) 0.283g을 물에 녹여서 정확히 100□로 한다. 경질 유리병에 보존한다.

② 크롬표준원액(0.1□ Cr/□) : 크롬표준원액(1□ Cr/□)을 물로 정확하게 10배로 묽게 한다. 이 용액은 사용할 때마다 조제한다.

⑵ 사용가스

① 가연성 가스 : 아세틸렌

② 조연성 가스 : 이산화질소 또는 공기⑺

주⑺ 공기를 쓰는 경우에는 원칙적으로 불꽃이 적은 상태에서 측정한다.

⑶ 장   치

① 원자흡광분석장치 1조

② 크롬의 중공 음극램프

⑷ 시험방법

크롬의 중공음극램프를 점등하고 안정하게 되면 측정파장 357.9nm 또는 이에 상당하는 주파장을 갖는 필터를 써서 5.1에서 조제한 시료용액을 사용하여 흡광도 또는 흡광퍼센트를 측정하여 검량선에서 크롬의 양을 구한다.

별도로 바탕시험용액을 써서 같은 조작을 하여 결과를 보정한다.

검량선의 작성

크롬표준액(0.1□ Cr/□)을 0~10□의 범위에서 단계적으로 취하고 물을 가하여 전량을 50□를 하고 이하 본문과 같이 조작하여 크롬량과 흡광도와의 관계선을 작성한다.

여기서 감량선을 작성할 때에는 사용하는 시약에서 생성하는 염류와 산과의 농도는 시험용액과 일치시킨다.

비   고

크롬의 함유량이 미량인 경우에는 다음 방법을 쓴다. 5.1에서 조제한 시료용액의 적당량(Cr로서 0.005~0.1□을 함유함)을 비이커에 100□를 취하고 여기에 황산(1+2) 2□를 가한다. 과망간산칼륨용액(0.3W/V%) 몇 방울을 가하고 가열한다. 과망간산 이온의 색이 엷어지면 다시 과망간산칼륨용액(0.3W/V%)을 가한 다음 조용히 5분간 끓이고 붉은색이 남을 때까지 이 조작을 되풀이 한 다음 곧 흐르는 물에 냉각하고 이것을 분액 깔때기에 옮긴 다음 물을 가하여 전량을 약 100□로 하고 트리-n-옥틸아민의 초산-n-부틸⑻용액(3W/V%) 20□를 가한 다음 10분간 흔들어 섞고 정치한다. 분리한 초산-n-부틸층을 분리하고 그의 흡광도를 측정하여 검량선에서 시료용액중의 크롬량을 구한다. 별도로 바탕시험 용액을 써서 같은 조작을 하여 결과를 보정한다.

검량선의 작성 : 크롬표준액(0.1□ Cr/□) 0~10□를 단계적으로 취하고 황산(1+2) 2□를 가한 다음 이것을 분액깔때기에 옮기고 다시 물을 가하여 전량을 약 100□로 하고 이하 본문과 같이 조작하여 크롬량과 흡광도와의 관계선을 작성한다.

주⑻ 초산-n-부틸케론을 써도 좋다.

6.2 흡광광도법

⑴ 시   약

① 황산(1+2)

② 과망간산칼륨용액(3W/V%) : 과망간산칼륨 3g을 물에 녹여서 100□로 한다.

③ 요소용액(20W/V%) : 요소 20g을 물에 녹여서 100□로 한다.

④ 아질산나트륨용액(5W/V%) : 아질산나트륨 5g을 물에 녹여서 100□로 한다. 이 용액은 사용할 때마다 조제한다.

⑤ 디페닐카바지드의 아세톤용액(1W/V%) : 디페닐카바지드 0.5g을 아세톤 25□에 녹이고 물을 가하여 50□로 한다. 이 용액은 사용할 때마다 조제한다.

⑥ 에틸알코올(95V/V%)

⑦ 크롬표준액(0.01□ Cr/□) 6.1 ⑴①를 100배로 묽게 한다.

⑵ 장   치

광도계 : 광전광도계 또는 광전분광광도계

⑶ 시험방법

5에서 조제한 시료용액의 적당량(Cr로서 0.015~0.25□을 함유함)을 비이커 100□에 취하여, 여기에 황산의 전량이 2~3□가 되도록 황산(1+2)을 가하고 수분간 끓인 다음 냉각하여 메스플라스크 50□에 씻어 넣고, 물을 표선까지 가한다. 이 용액에서 정확하게 20□씩 A, B 2개의 100□ 비이커에 분취한다.

비이커 A에 과망간산 칼륨용액(3W/V%)을 액의 색이 붉은 자주색이 될 때까지 떨어뜨리고 다시 2~3방울을 가한 다음 조용히 수분간 끓여서 크롬을 완전히 산화시킨다. 실온까지 냉각한 다음 요소용액(20W/V%) 10□를 가하고 심하게 저어 섞어가며서 아질산나트륨용액(5W/V%)을 액의 색이 빨간 자주색이 없어질때까지 한방울씩 가한다. 과량의 아질산나트륨용액(5W/V%)과 요소용액(20W/V%)의 반응에 의한 거품이 없어질 때까지 저은 다음, 소량의 물로서 메스플라스크 50□에 옮겨 넣는다. 20℃이하로 냉각한 다음 디페닐카바지드 용액(1W/V%) 2□를 가하고, 곧 흔들어 저은 다음 물을 표선까지 가하고 다시 흔들어 저어서 발색시킨다(A액)

이 용액의 일부를 흡수셀에 취한다. 비어커 B 속의 용액에 에틸알코올(95W/V%) 몇 방울을 가하고, 수분간 가열하여 크롬을 환원시킨다. 실온까지 냉각하고 요소용액(20W/V%) 10□와 아질산나트륨용액(5W/V%) 2~3방울을 가한다음 메스플라스크 50□에 옮겨 넣고 과량의 아질산과 요소의 반응에 의한 거품이 없어질 때까지 흔들어 젓고 20℃이하로 냉각한 다음 디페닐카바지드의 아세톤 용액(1W/V%) 2□를 가한 다음, 곧 흔들어 젓고 물을 표선까지 가한 다음 잘 흔들어 섞는다. 이것을 대조액으로 하여 훕수셀에 취하고 A액의 흡광도를 측정파장 540nm부근에서 측정하여 미리 작성한 검량선에서 크롬량을 구한다.

※ 검량선의 작성

크롬표준액(0.01□ Cr/□) 0~25□를 단계적으로 취하고 황산(1+2) 2□를 가하여 수분간 끓인 다음 냉각하고, 메스플라스크 50□에 씻어 넣은 다음 물을 표선까지 가한다. 이하 본문과 같이 조작하여 크롬량과 흡광도와의 관계선을 작성한다.

제 21 항  구 리 화 합 물

1. 적용범위

이 시험방법은 연료의 연소, 금속의 제련가공 또는 이호학적 처리 등에 의해서 굴뚝 등으로 배출되는 배출가스 중의 구리분석방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 원자흡광광도법

일정량의 배출가스중에 포함된 먼지를 여과지에 채취하고 이를 적당한 방법으로 처리하여 분석용 시료용액으로 하고 측정파장 324.8nm에서 구리의 원자흡광도를 측정하여 정량하는 방법이다. 측정범위는 0.05~20.0□ Cu/□용액이다.

2.2 흡광광도법

일정량의 배출가스중에 포함된 먼지를 여과지에 채취하고 이를 적당한 방법으로 처리하여 분석용 시료용액으로 한다.

이 액에 구연산 암모늄-EDTA용액을 가하여 방해원소를 차단하고 암모니아수로 pH9로 한 다음 DDTC용액을 가하여 구리의 착화합물을 만들어 사염화 탄소로 추출하여 측정파장 400nm 부근의 흡광도를 측정하여 정량하는 방법이다.

3. 시료채취

제18항(카드뮴화합물) 3에 따른다.

4. 구리농도의 계산방법

제18항(카드뮴화합물) 4에 따른다.

5. 분석용 시험용액의 조제

제18항(카드뮴화합물) 5에 따른다.

6. 분석방법

6.1 원자흡광광도법

6.1.1 시   약

⑴ 구리표준원액(1□ Cu/□) : 금속구리(순도 99.9% 이상) 1g을 정확히 취하여 질산(1+2) 30□를 가하고 서서히 가열하여 녹인다

여기에 황산 1□를 가하고 황산 백연이 날때까지 가열한 후 냉각시켜서 1□ 메스플라스크에 옮겨 넣고 물로 표선까지 채운다.

⑵ 구리표준용액(0.01□ Cu/□) : ⑴의 구리표준원액 10□를 정확히 취하여 1□ 메스플라스크에 넣고 물로 표선까지 채운다. 이 용액은 사용시 조제한다.

6.1.2 사용가스

⑴ 가연성 가스 : 아세틸렌

⑵ 조연성 가스 : 공  기

6.1.3 장   치

⑴ 원자흡광분석장치

⑵ 구리의 중공음극램프

6.1.4 시험방법

구리 중공음극램프를 점등하여 안정하게 한 다음 측정파장 324nm에서 원자흡광광도법에 따라 조작하여 5에서 조제한 분석시료용액을 사용하여 구리의 원자흡광광도를 측정하고 검량선에서 구리량을 구한다.

별도로 바탕시험용액을 써서 같은 조작을 하여 결과를 보정한다.

검량선의 작성 : 원자흡광광도법의 검량선⑴ 작성법에 따라 작성한다.

6.2 흡광광도법

6.2.1 시   약

⑴ 구연산암모늄-EDTA용액 : 구연산암모늄(Ammonium Citrate Dibasic) 20g과 EDTA(Ethylene Diamine Tetra Acetate, 2 Sodium Salt) 5g을 물에 녹여 100□로 한다.

만일 이 용액에 구리가 존재할 때는 암모니아수로 약알칼리(pH 9)로 한 다음 DDTC용액 0.1□ 및 사염화탄소 10□를 가하여 심하게 흔들어 섞고 정치하여 구리를 사염화탄소층에 추출 제거한다. 이 조작은 사염화탄소층이 무색이 될 때까지 반복한다.

⑵ DDTC용액 : 디에틸디티오 카바민산나트륨(Sodium Diethyl Dithio Carbamate) 1g을 물에 녹여 100□로 하고 녹지 않는 물질이 있을 때는 걸러 사용한다. 찬 곳에 보관하여야 하며 장기간 보관할 수 없으므로 사용할 때에 조제한다.

⑶ 티몰블루우지시용액 : 티몰블루우 0.1g을 에틸알코올(95V/V%) 90□에 녹이고 물로 100□로 한다.

⑷ 사염화탄소

⑸ 질   산

⑹ 구리표준용액 : 6.1.1 ⑵에 따른다.

6.2.2 장   치

⑴ 광도계 : 광전광도계 또는 광전분광광도계

6.2.3 시험방법

제18항(카드뮴화합물) 5에 조제한 분석시료용액 10~25□를 분액깔때기에 취하고 2N황산 25□와 구연산 암모늄-EDTA 용엑 10□를 가하나. 티몰블루우지시용액 2~3방울을 가하고 용액의 색이 황색에서 청색이 될 때까지 암모니아수(1+1)를 적가한다. 물을 가하여 용액의 양이 약 50□정도 되게한 후 DDTC용액 1□와 사염화탄소 15□를 정확히 가하고 2분간 심하게 흔들어 섞고 방치하여 사염화탄소층을 분리한다.

사염화탄소층을 탈지면으로 거르고 400nm에서 흡광도를 측정하여 검량선에 의해 구리량을 구한다.

별도로 바탕시험용액을 본문과 같이 조작하여 흡광도를 측정하여 보정한다.

※ 검량선의 작성 : 구리표준액(0.01□ Cu/□)을 정확히 10배로 묽힌용액(0.001□ Cu/□) 0~5□를 단계적으로 취하고 본문과 같이 조작하여 구리함량과 흡광도와의 관계선을 작성한다.

제 22 항  니  켈  화  합  물

1. 적용범위

이 시험방법은 연료의 연소, 금속의 제련가공 또는 이화학처리 등에 의해서 굴뚝둥으로 배출되는 배출가스중의 니켈분석방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 원자 흡광강도법

배출가스중 면지를 여과지에 포집하고 이를 적당한 방법으로 처리하여 분석용 시험용액으로 한 후 측정파장 232nm에서 니켈의 원자 흡광도를 측정하여 정량하는 방법이다. 측정범위는 0.2~20□ Ni/□용액이다.

2.2 흡광광도법

배출가스중 먼지를 여과지에 포집하고 이를 적당한 방법으로 처리하여 분석용 시험용액으로 한다.

이 액을 약한 암모니아 액성에서 디메틸 글리옥심과 반응시켜 생성하는 니켈착화합물을 클로로포름으로 추출하고 이것을 묽은 염산으로 역추출한다.

이 용액에 브롬수를 가하고 암모니아수로 탈색하여 약한 암모니아 액성에서 재차 디메틸글리옥심과 반응시켜 생성하는 적갈색의 니켈화합물을 측정파장 450nm부근에서 흡광도를 측정하여 정량하는 방법이다.

3. 시료채취

제18항(크롬화합물) 3에 따른다.

4. 니켈농도의 계산방법

배출가스중의 니켈농도는 다음식에 따라 계산한다.

[eqn: C~=~ { m TIMES { 10}^{ 3} } over { Vs}]	C : 니켈농도(□/S□) m : 시료중의 중금속량(□) Vs : 건조시료 가스채취량(□)

5. 분석용 시험용액의 조제

5.1 시  약

⑴ 진한염산

⑵ 염산(2+98)

⑶ 과산화수소수(30%)

5.2 장  치

전기로, 열판

5.3 조   작

시료를 포집한 여과지를 적당한 크기로 잘라서 자기도가니에 넣고 전기로를 이용하여 800℃에서 30분이상 가열한다. 이것을 비이커 250□에 넣고 시계접시를 덮은 다음 진한 염산 30□ 및 과산화수소수(30%) 5□를 가한다. 이것을 열판에서 가열하여 분해하고 냉각한다. 이 용액에 증류수를 10□가량 가하고 여과지 5A로 거른다.

이 비이커에 더운염산(2+98) 30□를 가하여 열판에서 약간 가열하고 방냉한 후 여과지 5A를 이용하여 거르고 증류수로 여과지를 세척한다.

여과액과 세척액을 합하고 열판위에서 80□까지 농축한 다음 냉각하여 100□ 메스플라스크에 옮긴후 증류수로 표선까지 채운다. 이것을 분석용 시험용액으로 한다. 별도의 여과지에 대하여 같은 조작을 하여 바탕시험용액으로 한다.

6. 분석방법

6.1 원자 흡광광도법

6.1.1 시약

⑴ 니켈표준원액(0.1□ Ni/□) : 금속니켈(순도 99.5% 이상) 0.1g을 정확히 달아 염산(2+1) 20□와 과산화수소수(30%) 5□에 녹인 후 1□ 메스플라스크에 옮겨 넣고 증류수로 표선까지 채운다.

⑵ 니켈 표준용액(0.01□ Ni/□) : ⑴의 니켈표준원액 100□를 정확히 취하여 1□ 메스플라스크에 넣고 증류수로 표선까지 채운다. 이용액은 사용시에 조제한다.

* 검량선 작성 : 제2장 제4항 7의 원자흡광광도법의 검량선 작성방법에 따라 작성한다.

6.1.2 사용가스

⑴ 가연성 가스 : 아세틸렌

⑵ 조연성 가스 : 공기

6.1.3 장   치

⑴ 원자 흡광분석장치

⑵ 니켈의 중공음극램프

6.1.4 시험방법

니켈 중공음극램프를 점등하여 안정된 다음 측정파장 232nm에서 원자흡광광도법에 따라 조작하여 5에서 조제한 ㅂㄴ석용 시험용액을 사용하여 니켈의 원자흡광광도를 측정하고 검량선으로부터 니켈의 량을 구한다 별도로 얻은 바탕시험용액을 같은 방법으로 측정하여 결과를 보정한다.

6.2 흡광광도법

6.2.1 시   약

⑴ 염산(1+20)

⑵ 암모니아수(1+1), (1+5), (1+50)

⑶ 포화브롬수

⑷ 구연산 2 암모늄 용액 : 구연산 2 암모늄 10g을 물에 녹여 100□로 한다.

⑸ 페놀프탈레인 에틸알콜용액(0.5W/V%) : 페놀프탈레인  0.5g을 에틸알콜(95V/V%) 100□에 녹이고 침전물은 여과한다.

⑹ 디메틸글리옥심 에틸알콜용액(1W/V%) : 디메틸글리옥심 1g을 에틸알콜(95V/V%) 100□에 녹이고 침전물은 여과한다.

⑺ 클로로포름

⑻ 니켈표준원액(0.01□ Ni/□) : 6.1.1 ⑵에 따른다.

6.2.2 장   치

광도계 : 광전광도계 또는 광전분광광도계

6.2.3 시험방법

5에서 조제한 분석용 시험용액을 적당량(니켈로서 0.1□이하 함유) 분취하여 분액깔때기에 넣고 구연산 2 암모늄 용액(10W/V%) 2□를 가한후 페놀프탈레인 에틸알콜 용액(0.5W/V%)을 3방울 정도 떨어뜨린 다음 용액에 암모니아수(1+5)를 가하여 묽은색으로 변하거든 암모니아수를 2~3방울 더 가하여 약알칼리성으로 한다. 여기에 디메틸글리옥심 에틸알콜(1W/V%) 2□와 클로로포름 10□를 가하여 1분간 심하게 흔들어 섞은 다음 방치하였다가 클로로포름층을 제2의 분액깔때기(50□)에 넣는다. 수층에 다시 클로로포름 5□를 가하여 1부간 심하게 흔들어 섞은 다음 클로로포름층을 새로운 분액깔때기에 옮긴다. 이 조작을 2회 반복한다.

이 용액에 암모니아수(1+50) 10~20□를 가하여 30초간 심하게 흔들고 잠시 방치한 후 클로로포름층을 별도의 분액깔때기(50□)에 옮긴다. 여기에 염산(1+20) 10□를 가하여 1분간 심하게 흔들고 방치 한 후 염산층을 제3의 분액깔때기에 분취한다. 남아있는 클로로포름 층에 염산(1+20) 5□을 더 넣은 다음 같은 조작으로 염산층을 분리하여 제3의 분액깔때기에 합친다. 이렇게 하여 니켈을 역추출한 염산용액을 메스플라스크(50□)에 옮기고 물을 가하여 액량을 약 30□로 한 후 포화브롬수 2□를 가하여 흔들어 섞은 다음 1분간 방치한다. 다음에 이 용액을 암모니아수(1+1)로 중화하고 과량의 암모니아수 2□를 더 가하여 흐르는 물에서 실온이하로 냉각한 다음 디메틸글리옥심의 수산화나트륨용액(1%) 2□를 가하여 물로 표선까지 채운 후 잘 흔들어 섞는다. 그중 일부를 흡수셀에 취하여 파장 450nm부근에서 흡광도를 측정하고 미리 작성한 검량선으로부터 니켈량을 구한다.

시료와 동일한 조작을 거쳐 바탕시험을 행하고 위의 결과를 보정한다.

* 검량선 작성 : 니켈표준액(0.01□ Ni/□) 0.5~10□를 단계적으로 50□ 메스플라스크에 취하고 물을 가하여 액량을 약 30□로 한 다음 포화 브롬수 2□를 가한다.

이하 시험방법의 흡광도 측정방법에 따라 측정하여 검량선을 작성한다.

제 23 항  아  연  화  합  물

1. 적용범위

이 시험방법은 연료의 연소, 금속의 제련가공 또는 이화학적 처리 등에 의해서 굴뚝등으로 배출되는 배출가스중의 아연 분석방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 원자 흡광광도법

배출가스중의 먼지를 여과지애 포집하고 이를 적당한 방법으로 처리하여 분석용 시험용액으로 한 후 측정파장 213.8nm에서 아연의 원자 흡광도를 측정하여 정량하는 방법이다.

2.2 흡광광도법

배출가스중의 먼지를 여과지에 포집하고 이를 적당한 방법으로 처리하여 분석용 시험용액으로 한 후 아연과 디티존의 흡광도를 측정파장 535nm에서 측정하여 정량하는 방법이다.

3. 시료채취

제18 항(카드뮴화합물) 3에 따른다.

4. 아연농도의 계산방법

배출가스중의 아연농도는 다음식에 따라 계산된다.

[eqn: C~=~ { m TIMES { 10}^{ 3} } over { Vs}]	C : 아연농도(□/S□) m : 시료중의 아연금속량(□) Vs : 건조시료 가스 채취량(□)

5. 분석용 시험용액의 조제

제18항(카드뮴화합물) 5에 따른다.

6. 분석방법

6.1 원자흡광광도법

6.1.1 시   약

⑴ 아연표준원액(0.1□ Zn/□) : 금속아연(순도 99.9%이상) 0.1g을 정확히 달아 염산(1+3) 5□에 녹인후 1□ 메스플라스크에 넣고 물을 가하여 표선까지 채운다.

⑵ 아연표준용액(0.1□ Zn/□) : ⑴의 아연표준원액 100□를 정확히 취하여 1□ 메스플라스크에 넣고 물로 표선까지 채운다. 이 용액은 사용시에 조제한다.

6.1.2 사용가스

⑴ 가연성 가스 : 아세틸렌

⑵ 조연성 가스 : 공기

6.1.3 장치

⑴ 원자흡광분석장치

⑵ 아연의 중공음극램프

6.1.4 시험방법

아연 중공음극램프를 점등하여 안정된 다음 측정파장 213.8nm에서 원자흡광광도법에 따라 조작ㅎ여 5에서 조제한 분석용 시험용액을 사용하여 아연의 원자흡광광도를 측정하고 검량선에서 아연량을 구한다. 별도로 얻은 바탕시험용액을 같은 방법으로 측정하여 결과를 보정한다.

* 검량서의 작성 : 제2장 4항 7의 원자흡광광도법의 검량선 작성방법에 따라 작성한다.

6.2 흡광광도법

6.2.1 시   약

⑴ 디티존 클로로포름용액 : 제18항(카드뮴 화합물) 6.2.1 ⑵에 따른다.

⑵ 암모니아수

⑶ 티몰블루용액

⑷ 염산용액(1%)

⑸ 황산동용액(1%)

⑹ 클로로포름

⑺ 사염화탄소

⑻ 구연산 암모늄용액 : 구연산 암모늄 45g을 물 100□에 녹인후 암모니아수를 가하여 pH를 8~9로 한다.

이 용액을 분액 깔때기에 넣고 디티존 클로로포름용액 20□를 가한 다음 불순물을 추출한다. 이 조작은 새로이 가한 디티존 클로로포름용액이 디티존 용액의 고유의 색깔인 녹색을 띨때까지 계속한다. 이렇게하여 얻어진 수층에 2회에 걸쳐 클로로포롬 50□를 가하여 흔들어 섞은 다음 수층을 분취한다.

⑼ 염산 히드록실아민 용액 : 염산 히드록실아민 20g을 물에 녹여 분액깔대기에 넣는다. 이때 액량이 65□정도가 되도록 한다. 여기에 티몰불루용액 2~3방울을 가한 다음 용액의 색깔이 황색이 될 때까지 암모니아수를 가한다. 이어서 디메틸 디티오카바민산나트륨용액(1:25) 10□를 가하고 잘 흔들어 섞은 다음 5분간 방치한다. 여기에 클로로포름 10~15□씩을 가하여 추출조작을 반복한다. 추출액 5□에 황산동용액(1% CuSO·5H2O) 5방울을 가하여 흔들어 섞었을 때 황색이 나타나지 않거든 이 조작을 중지하다. 이 수용액에 10% 염산용액을 수용액이 적색을 띨때까지 가한 다음 클로로포름 15□를 가하고 흔들어 섞는다. 수층을 분리한 후 같은 조작을 시염화탄소 5□를 사용하여 반복한다. 그 다음 수층을 따라내어 물을 가하여 전량을 100□로 한다,

⑽ 디티존 사염화탄소용액(추출용) : 디티존을 막자사발(乳鉢)로 분쇄하여 0.1g을 100□의 클로로포름에 5분간 때때로 흔들어 주면서 녹여 분액깔때기에 옮긴다. 여기에 암모니아수(1:100) 100□를 가하여 잘 흔들어 섞은 다음 분액깔때기에 분취한다.

남이있는 클로로포름층에 다시 암모니아수(1:100)를 100□ 가하여 잘 흔들어 섞은 다음 앞의 수용액에 합한다. 이 조작을 한 번 더 반복한다. 이렇게 하여 분액 깔대기에 모아진 수용액에 사염화탄소 20□를 가하고 잘 흔들어 수용액층을 세척한다.

이 조작은 3회 반복한다. 이어서 수용액층에 염산(1:2)를 가하여 약산성으로 한 후 사염화탄소 200□를 가하여 디티존을 추출한다. 이 조작을 2회 반복하여 사염화탄소 용액을 합한다. 이 용액에 사염화탄소를 더 가하여 전량을 1□로 하여 원액으로 한다. 이 원액의 일부를 취해 사염화탄소로 10배 희석한 후 분광광도계로 사염화탄소를 대조액으로 하여 620nm에서 흡광도를 측정한다. 그 흡광도를 A라고 하면 위의 원액 1□는 74×A□의 디티존을 포함하고 있는 것이 된다. 원액(50,000/(74×A))□를 취하고 사염화탄소를 가해 1□로 한다. 이렇게 하여 얻어진 추출용 디티존 사염화탄소 용액의 디티존 농도는 50□/□가 된다. 이 용액과 HNO3(1:100) 용액을 2:1의 비율로 분액깔대기에 넣고 흔들어 섞은 다음 수층은 버리고 사염화탄소층을 실험에 사용한다.

⑾ 디티존 사염화탄소용량(정량용) : ⑽의 원액(25,000/(74×A)) □를 취하고 사염화탄소를 가하여 1□로 한다.

이 용액은 사용할 때마다 조제한다. 이렇게 하여 얻어진 정량용 디티존 사염화탄소용액의 디티존 농도는 25□/□가 된다.

⑿ 카바민산 나트륨용액 : 디에틸디티오카바민산 나트륨 1g을 물에 녹여 100□로 한다.

⒀ 아연표준용액 : ZnSO4·7H2O 4.4g을 물에 녹여 1□로 하거나 금속아연(순도 99.9% 이상)1g을 염산(1:3) 50□에 가열하여 녹인후 물을 가하고 전량을 1□로 한 것을 원액으로 한다. 원액을 10□취해 물을 가해 1□로 한 용액을 실험에 사용한다.

(이 용액 1□는 0.01□의 아연을 포함한다.)

6.2.2 장  치

광도계 : 광전광도계 또는 광전분광광도계

6.2.3 시험방법

⑴ 추출 : 5에 조제한 분석용 시험용액 적당량(Zn 5~50□)을 분취하여 분액깔대기에 넣고 염산하이드록실아민 용액 2□를 가한 후 잘 섞는다. 이 용액에 구연산 암모늄 용액 5□와 페놀레드 2방울을 가한 다음 암모니아수를 가하여 pH를 7.5~9.5로 조절한다. 이어서 디티존사염화탄소용액(추출용) 5□를 가하고 30초간 흔들어 섞어 아연을 추출하고 사염화탄소층을 제2의 분액깔대기에 취한다. 이 추출조작은 디티존층이 적색을 띠지 않을 때까지(디티존의 녹색층의 색깔이 변하지 않을 때까지) 반복하고 그때 얻어진 추출액은 전부 제2의 분액깔대기에 합한다. 그다음 이 분액깔대기에 0.1N HCl 10□를 가하고 흔들어 섞은 다음 사염화탄소층을 제3의 분액깔대기에 옮긴다. 이 제3의 분액깔대기에는 재차 0.1N HCl 10□를 가하고 흔들어 섞은 후 사염화탄소층을 버리고 0.1N HCl층은 제2의 분액깔대기에 모은다.

⑵ 정량 : 제2의 분액깔대기에 암모니아수(1:1) 5□와 카바민산나트륨용액 1□를 가하고 혼합한 다음 디티존 사염화탄소용액(정량용) 20□를 가하여 1분간 흔들어 섞는다.

방치하였다가 사염화탄소층의 흡광도를 사염화탄소용액 또는 일정농도의 아연-디티존 발색용액을 대조액으로 하여 535nm에서 측정하고 미리 작성된 검량선으로부터 아연의 양을 구한다. 시료와 동일한 조작을 거친 바탕시험을 행하고 위의 결과를 보정한다.

*검량선 작성 : 아연으로 0-50□ 상당량이 되도록 아연 표준용액을 각각 분액 깔대기에 분취한 후 0.1N HCl을 가하여 전량이 20□가 되도록 한다. 단, 시료에 아연이 20□이상 포함되어 있을 때는 20□이하의 아연을 포함하는 아연-디티존 검량선용 용액을 대조액으로 하여 정량할 수도 있다.

* 방 해 금 속 : Cd 5□, Co 10□, Ni 30□이상 함유되어 있으면 방해한다. 단, 디티존 발색층 20□에 대해 0.025% Na2S 40□를 가하고 흔들어 섞으면 Cd은 200□까지도 방해하지 않는다.

제 24 항 매    연

1. 적용범위

이 시험방법은 굴뚝 등에서 배출되는 매연을 링겔만 매연농도표(Ringelmenn Smoke Chart)에 의해 비교 측정하는 시험방법에 대하여 규정한다.

2. 링겔만 매연농도(Ringelmenn Smoke Chart) 법

보통 가로14□ 세로 20□의 백상지에 각각 0, 1.0, 2.3, 3.7, 5.5□ 전폭의 격자형 흑선(格子型黑線)을 그려 백상지의 흑선부분이 전체의 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100%를 차지하도록 하여 이 흑선과 굴뚝에서 배출하는 매연의 검은 정도를 비교하여 각각 1에서 5도까지 6종으로 분류한다.

3. 측정방법

될 수 있는 한 무풍(無風)일 때 연돌구(煙突口)배경의 검은 장해물을 피해 연기의 흐름에 직각인 위치에 태양광선을 측면으로 받는 방향으로 부터 농도표를 측정치의 얖 16m에 놓고 200m이내(가능하면 연돌구에서 16m)의 적당한 위치에 서서 연도배출구에서 30~45□ 떨어진 곳의 농도를 측정자의 눈높이의 수직이 되게 관측 비교한다.

제 25 항  산 소 측 정 방 법

1. 적용범위

이 방법은 굴뚝 등에서 배출되는 배출가스중의 산소를 측정하는 방법에 대하여 규정한다.

2. 자동측정기에 의한 방법

2.1 원리

2.1.1 자기식(磁氣式)

이 방법은 상자성체(常磁性體)인 산소분자가 자계내(磁界內)에서 자기화(磁氣化)될 때 생기는 흡인력을 이용하여 산소농도를 연속적으로 구하는 것으로 자기풍(磁氣風)방식과 자기력(磁氣力)방식이 있다.

비고 : 이 방식은 체적자화율(體積磁化率)이 큰 가스(일산화질소)의 영향을 무시할 수 있는 경우에 적용할 수 있다.

⑴ 자기풍방식

이 방식은 자계내에서 흡인된 산소분자의 일부가 가열되어 자기성(磁氣性)을 잃는 것에 의하여 생기는 자기풍의 세기를 열선소자(熱線素子)에 의하여 검출한다.

⑵ 자기력방식

이 방식은 담벨형과 압력검출형으로 나뉘며 다음과 같다.

① 담벨형(Dumb-Bell)

이 방식은 담벨(Dumb-Bell)과 시료중의 산소와의 자기화 강도의 차에 의하여 생기는 담벨의 편위량(偏位量)을 검출한다.

② 압력검출형(壓力檢出型)

이 방식은 주기적으로 단속(斷續)하는 자계내에서 산소분자에 작용하는 단속적인 흡인력을 자계내에 일정유량으로 유입하는 보조가스(補助)의 배압변화량(背壓變化量)으로서 검출한다.

2.1.2 전기화학식(電氣化學式)

이 방법은 산소의 전기화학적 산화화원 반응을 이용하여 산소농도를 연속적으로 측정하는 것으로 질코니아 방식과 전극방식이 있다.

⑴ 질코니아 방식

이 방식은 고온으로 가열된 질코니아소자(Zirconia 素子)의 양 끝에 전극을 설치하고 그 한쪽에 시료가스, 다른쪽에 공기를 통하여 산소농도 차를 주어 양극사이에 생기는 기전력(起電力)을 검출한다.

비고 : 이 방식은 고온에서 산소와 반응하는 가연성가스(일산화탄소, 메탄 등) 또는 질코니아소자를 부식시키는 가스(SO2등)의 영향을 무시할 수 있는 경우 또는 그 영향을 제거할 수 있는 경우에 적용한다.

⑵ 전극방식

이 방식은 가스투과성격막을 통하여 전해조(電解槽)중에 확산흡수된 산소가 고체전극표변위에서 환원될 때 생기는 잔해전류를 검출한다.

이 방식에서는 외부로부터 환원전위를 주는 정전위전해형(定電位電解形) 및 폴라로그래프형과 갈바니 전지를 구성하는 갈바니 전지형이 있다.

비고 : 이 방식에서는 산화환원반응을 일으키는 가스(SO2, CO2등)의 영향을 무시할 수 있는 경우 또는 영향을 제거할 수 있는 경우에 적용할 수 있다.

2.2 장치의 개요

2.2.1 자기식 산소측정기

⑴ 자기풍 분석계

자기풍 분석계는 그림 1과 같이 측정셀, 비교셀, 열선소자(熱線素子), 자극(磁極) 증폭기 등으로 구성된다.

B	: 자극(磁極)

C	: 의사극(疑似極)

T	: 열선소자

그림 1  자기풍 분석계의 구성

① 측정셀

측정셀은 자극과 열선소자에 의하여 산소분자의 자기화(磁氣化)와 자기화의 소멸(消磁)을 행하여 자기풍을 발생하는 부분이다.

② 비교셀

비교셀은 열선소자에 의하여 시료가스의 열대류가 일어나게 하는 부분이다.

③ 자  극

자극은 자계(磁界)를 발생시키기 위한 것으로 원칙적으로는 영구자석(永久磁石)을 사용한다.

④ 열선소자(熱線素子)

열선소자는 전기저항이 크고 가는 금속선으로 일정전류에 의하여 시료를 가열함과 동시에 시료기류의 빠른 속도를 검출하는 소자의 기능도 갖는다.

⑵ 자기력 분석계

(2.1) 담벨형(Dumb-Bell)

담벨형 자기력 분석계는 그림2와 같이 측정셀, 담벨, 자극편(磁極片), 편위검출부(偏位檢出部), 증폭기 등으로 구성된다.

그림 2  담벨형 자기력분석계

① 측정셀

측정셀은 시료 유통실(流通室)로서 자극사아에 배치하여 담벨 및 불균형 자계발생 자극편(不均衡 磁界發生 磁極片)을 내장(內藏)한 것.

② 담   벨

담벨은 자기화율(磁氣化率)이 적은 석영등으로 만들어진 중공(中空)의 구체(球體)를 막대(棒) 양 끝에 부착한 것으로 질소 또는 공기를 봉입(封入)하 것.

③ 자극편(磁極片)

자극편은 외부로부터 영구자석에 의하여 자기화되어 불균등 자장(磁場)을 발생하는 것.

④ 편위검출부(偏位檢出部)

편위검출부는 담벨의 편위를 검출하기 위한 것으로 광원부와 담벨봉에 달린 거울에서 반사하는 빛을 받는 수광기(受光器)로 된다.

⑤ 피드백코일(Feed Back Coil)

피드백코일은 편위량을 없애기 위하여 전류에 의하여 자기를 발생시키는 것으로 일반적으로 백금선이 이용된다.

(2.2) 압력검출형

압력검출형 자기력분석계는 그림3과 같이 측정셀, 자극보조가스용 조리개, 검출소자, 증폭기 등으로 구성된다.

① 측정셀

측정셀은 자기화율이 적으 재질로 만들어진 시료가스 유통실(流通室)로 그 일부를 자극사이에 배치한다.

② 자극(磁極)

자극은 전자(電磁)코일에 주기적으로 단속(斷續)하여 흐르는 전류에 의하여 자기화가 촉진되어 측정셀의 일부에 단속적인 불균형자계를 발생시키는 것이다.

③ 검출소자

검출소자는 시료가스에 작용하는 단속적인 흡인력을 보조가스용 조리개의 배압(背壓)의 차로서 검출하는 것으로 소자(素子)에는 원칙적으로 압력겸출형 또는 열식유량계형(熱式流量計型)이 사용된다. 또 보조가스에는 질소, 공기 등을 사용한다,

2.2.2 전기화학식 분석계

⑴ 질코니아 분석계

질코니아 분석계는 그림 4와 같이 고온가열부, 검출기, 증폭기 등으로 구성된다.

① 고온가열부

고온가열부는 검출기를 일정한 고온으로 유지하기 위한 것으로 전기로 온도검출소자, 온도조절기 등으로 구성된다.

그림 3  압력검출형 분석계의구성

② 검출기

검출기는 고체의 산소농담전지(酸素濃淡電池)를 형성하여 기전력(起電力)으로 검출하기 위한 것으로 질코니아소자의 앙면에 다공질전극(多孔質電極)을 부착시키고 한쪽에는 시료가스를, 다른 쪽에는 비교가스를 흘려보낸다.

③ 비교가스

비교가스는 시료의 산소농도와 비교하는데 사용되는 농도를 미리 알고 있는 산소가스로서 통상공기가 이용된다.

그림 4  질코니아 분석계의 구성	그림 5  전극방식 분석계의 구성

⑵ 전극방식분석계

전극방식분석계는 정전위전해형(定電位電解型), 플라로그래프형, 갈바니전지형의 세가지 형식이 있고 그림 5와 같이 검출기로서 가스투과성 격막(透過性隔膜), 작용전극, 대전극(對電極) 등을 갖춘 전해조, 정전위전원, 증폭기 등으로 구성된다.

비고 : 정전위전원은 갈바니 전지형을 사용할 때는 필요하지 않다.

① 가스투과성 격막

가스투과성 격막은 전해조중의 전해질의 유출(流出)이나 증발을 방지함과 동시에 가스투과성을 이용하여 간섭성분의 영향을 저감시키는 것으로 산소의 투과성이 좋고, 간섭성분의 투과율이 적은 고분자 격막으로 4불화에틸렌수지막 등을 사용한다.

② 작용전극

작용전극은 전해질중에 확산흡수된 산소가 전해환원되었 때 그 농도에 대응하는 전해전류를 발생시키기 위한 것으로 백금 또는 금 전극을 사용한다.

③ 대전극(對電極)

대전극은 전해조 중에서 작용전극과 대(對) 전기회로를 구성하고 산소의 환원에 필요한 소정의 환원 전위를 주기 위하여 기준이 되는 전극으로 은 또는 은화합물, 납 또는 납화합물 전극을 사용한다.

2.2.3 지시기록계

기록계는 산소농도를 등분(等分)하는 눈금으로 되어 있는 것을 사용한다. 단, 황산화물 또는 질소산화물 자동측정기의 연산기(演算器)를 입력(入力)으로 사용하는 경우나 연소관리를 위하여 산소농도를 관리할 경우에는 기록계가 없어도 무방하다.

2.2.4 부속장치

산소분석계에는 경우에 따라 리니어라이저(Linearlyzer) 자동교정기, 평균치연산기(平均値演算器) 등의 부속장치를 부가하여 사용하는 수도 있다.

2.3 조작방법

2.3.1 설  치

분석기의 설치는 다음의 조건에 맞도록 설치한다.

① 진동이 적고 부식성가스나 분진이 적은 장소일 것.

② 온도가 높지 않고 온도변화가 적은 장소일 것

③ 직사일광을 피할 것.

④ 보수에 장해가 되지 않는 곳일 것

⑤ 전원 전압 및 주파수 변동이 적을 것.

⑥ 시료의 도관이 짧을 것

2.3.2 측정준비

분석기의 각부분을 점검하고 소정의 순서에 따라 전원을 넣은 다음 각 부분이 안정될 때까지 대기한다.

2.3.3 교   정

분석기가 정상적인 상태로 되어 있는가를 확인하고 다음 요령에 의하여 교정한다.

① 제로가스(Zero Gas)를 설정된 유량으로 도입하여 지시(指示)가 안정되면 영점조정을 한다.

② 다음에 스팬가스(Span Gas)를 설정된 유량으로 도입하여 지시가 안정되면 스팬 조정을 하다.

③ 필요하면 ①, ②의 조작을 되풀이 하여 영점과 스팬을 조정한다

④ 교정용 가스

교정용 가스 및 제로가스는 순도가 높은 질소가스나 분석치에 영향을 주지 않는 다른 측정기용 제로가스를 사용하며 스팬가스는 산소농도가 4%, 9%, 21% 부근의 질소혼합가스를 사용한다.

2.3.4 측   정

교정이 끝나면 시료를 설정유량으로 도입하여 연속측정을 한다.

2.3.5 보구점검

분석계는 종류에 따라 다음 사항을 점검한다.

⑴ 전반적인 사항

① 시료채취부에 가스가 새지 않는가를 점검한다.

② 시료의 유량을 점검한다.

③ 제습기의 동작을 점검한다.

④ 여과기(Filter Element)를 교환한다.

⑤ 기록기를 교환한다.

⑥ 기록기 위에 시간을 맞춘다.

⑦ 기록잉크의 보급

⑧ 기타 필요한 사항을 점검한다.

⑵ 자기풍방식

① 항온조의 온도조절 동작의 점검

② 브릿지(Bridge) 전류의 점검

⑶ 자기식 방식

① 항온조 온도조절 동작 점검

② 압력형에서는 보조가스유량(또는 공급압력)의 점검

⑷ 질코니아 방식

① 로(爐)의 온도조절 동작점검

② 검출기(질코니아 소자)의 동작점검

⑸ 전극방식

(5.1) 정전위 전해형(定電位 電解型)

① 검출기(전해소)의 동작점검

② 정전위 전해전압의 점검

(5.2) 폴라로그래프형 및 갈바니 전지형

① 격막의 점검 및 교환

② 전해액의 교환

③ 지시전극 및 대전극의 점검

3. 화학분석법(오르자트분석법)

3.1 원   리

시료를 흡수액에 통하여 산소를 흡수시켜 시료의 부피 감소량으로부터 시료중의 산소농도를 구하는 방법이다. 단, 이 흡수액은 시료중의 탄산가스도 흡수하기 때문에 각각의 흡수액을 사용하여 탄산가스, 산소의 순으로 흡수한다. 가스흡수에 의한 감소량의 측정 및 흡수에는 오르자트(Orsat)분석계를 사용한다.

3.2 기구 및 장치

⑴ 오르자트 분석장치

오르자트 분석장치는 그림 6과 같이 구성된다.

① 가스뷰렛

가스부피를 측정하기 위한 것으로 용량은 약 100□의 유리관으로 되고 그림 7과 같이 그 세부관(細部管)에 0.1□마다의 눈금이 새겨져 있고 1□마다의 숫자가 새겨져 있다.

② 가스뷰렛 냉각통

③ 수준병

내용량 250□이상으로 수준(水準)을 맞추기 위한 것

④ 가스분배관

이방 또는 삼방콕크가 달린 유리제 모세관으로 된 것.

⑤ 가스흡수병

가는 유리관을 충전한 용량 약 180□의 것.

⑥ 고무풍선

내용적 약 150□되는 고무풍선

⑦ U자관

탈지면 정세석면 또는 규소솜을 채운 유리관 단, 시료채취관에 분진 혼입을 방지하기 위한 여과재를 넣은 경우에는 U자관은 필요없다.

A	: 가스뷰렛

B	: 수준병

C	: 탄산가스흡수병

D	: 산소흡수병

E	: 일산화탄소흡수병

F	: 가스뷰렛 냉각동

P	: 토출구

R	: 고무풍선

S	: 분배관

c, d, e : 이방콕크

f	: 삼방콕크

G	: 접속고무관

U	: U자관

그림 6  오르자트분석장치	그림 7  가스뷰렛

⑵ 시료채취용 이연구(二連球) 스프레이어(Sprayer) 또는 다이아프램 펌프(Diaphram Pump)용량 2~10□/분의 것.

⑶ 시료채취관

스테인레스강관, 경질유리관 또는 석영관으로 된 채취곤을 사용한다.

3.3 시약

⑴ 탄산가스흡수액

물 100□에 수산화칼륨 30g을 녹인다.

⑵ 산소흡수액

물 100□에 수산화칼륨 60g을 녹인 용액과 물 100□에 피로갈롤(Pyrogalloo) 12g을 녹인 용액을 혼합한 용액

주의 : 이 흡수액은 산소를 흡수하기 때문에 흡수액을 만들때는 되도록 공기와의 접촉을 피한다.

⑶ 봉액(封液)

포화식염수에 메틸레드를 넣어 액의 색이 적색이 될 때까지 황산을 가하여 약산성으로 해 놓는다.

3.4 시료 채취방법

제3장 제1절의 시료 채취방법에 따른다.

3.5 측정조작

연소가스중의 산소측정은 탄산가스, 산소의 순으로 흡수하여 측정한다. 또 오르자트 분석장치의 각부분 기호는 그림 6의 기호를 사용한다,

⑴ 굴뚝의 측정점으로부터 시료를 이연구(二連球) 스프레이어로 채취하든가 또는 다이아프램 펌프로 연속 흡인한다. 이때 굴뚝내의 압력이 부압(負壓)이 될 때는 특히 조심한다.

⑵ f의 삼방마개를 □로 하고 B를 들어 올려 액면을 A의 상부표선에 맞추고 f를 □로 돌린 다음 B를 오르자트분석장치 위에 올려 놓는다.

⑶ 시료를 채취한 이연구 스페레이어(다이어프램 펌프로 흠인할 때는 토출(吐出)측을 U자관에 접속하고 f를 □로 한채로 시료가스를 흘려보내 U자관내와 가지관(柱)管)내의 공기를 시료가스로 치환한다.

⑷ B를 오르자트분석장치위에 놓은 채로 f를 □로 돌리고 시료를 A에 도입한다. 이때 시료는 밀어넣는 기분으로 도입하여 A의 100□보다 약간 과잉으로 채취하고 f를 □로 돌린다.

⑸ B를 들어올려 봉액면(封液面)을 A의 눈금 영(0)에 맞추고 고무관 G를 눌러 f를 □로 하고 100□보다 과잉분을 A로부터 내보낸후 신속히 □로 한다. A액면과 B액면을 같은 수준(높이)으로 하여 A액면이 영의 눈금이 될 때까지 이 조작을 되풀이 하여 정확히 100□의(이때의 마개를 돌리는 조작은 신속히 해야한다.) 시료를 또, 가스뷰렛으로 흡입하는 것은 전회분의 치환을 고려하여 최저 2회이상 흡입하는 조작을 되풀이 한다.

⑹ B를 들어올려 C를 열고 가스를 탄산가스 흡수병 C에 옮기고 B를 상하로 움직여 가스를 C와 A의 사이를 10회 이상 왕복시켜 탄산가스를 완전 흡수시킨다.

⑺ 흡수액 B를 내리고 탄산가스 흡수액면을 C상부의 모세관 표선에 맞추고 C를 잠근다. A액면과 B액면을 같은 수준으로 하여 A의 가스용적을 읽는다.

⑻ ⑹ ⑺의 조작을 향량이 될 때까지 되풀이하고 가스용적 a를 읽어 탄산가스량을 구한다.

⑼ 탄산가스 흡수부 B를 들어올려 d를 열고 가스를 산소흡수병 D로 보낸다.

이하 ⑹~⑻과 같은 조작을 되풀이 하여 가스용적 b를 읽고 산소량을 구한다.

3.6 계   산

다음식에 의하여 시료가스중의 산소농도를 계산한다.

산소농도(V/V%) = b - a

a : 탄산가스흡수후 가스뷰렛의 눈금 값

b : 산소흡수후의 가스뷰렛 눈금 값

제 26 항  배출가스 유량 측정방법

1. 적용범위

이 측정법은 굴뚝에서 배출되는 건조배출가스의 유량을 구하는 방법에 대하여 규정한다. 건조 배출가스 유량은 단위시간당 배출되는 표준상태의 건조배출 가스량(□/시간)으로 나타난다.

2. 측정방법의 종류

2.1 피토유관 및 경사마노미터법

선정된 각측정점마다 배출가스의 온도, 정압 및 동압을 측정하고, 굴뚝중심에 가까운 한 측정점을 택하여 배출가스중의 수분량 및 배출가스 밀도를 구한 후, 계산에 의해 배출가스 유속 및 유량을 산출한다.

3. 측정공위치 및 측정점 선정

제1항(먼지) 3에 따른다.

4. 측정방법

다음 각항과 같이 측정하여, 그 결과를 표1과 같은 양식의 측정기록지에 기록한다.

4.1 배출가스 온도측정

제1항(먼지) 4.1.4에 따른다.

4.2 배출가스 중의 수분량 측정

제1항(먼지) 4.1.5에 따른다.

4.3 배출가스의 밀도

제1항(먼지) 4.2.4 ⑷에 따른다.

4.4 배출가스의 정압 및 동압측정

제1항(먼지) 4.2.4 ⑵, ⑶에 따른다.

5. 계   산

다음 식들을 이용하여 배출가스 유속 및 유량을 산출한다.

5.1 배출가스 평균유속

[eqn: BAR V ~=~ C~SQRT { { 2g} over {r }} CDOT ( SQRT { h} )`avg### BAR V ~:~배출가스 평균유속(m/초)]

C	: 피토우관 계수

h	: 배출가스 동압측정치(mmH2O)

g	: 중력가속도(9.8m/초2)

r	: 굴뚝내의 습한 배출가스 밀도(□/□)

5.2 건조배출가스 유량

⑴ 원형 직사각형 또는 정사각형 단면일 때

[eqn: { Q}_{N } ~&=~BAR V TIMES A TIMES { 273} over {273+ BAR theta s} TIMES { Pa+ BAR P s} over {760} TIMES (1- { Xw} over {100}) TIMES 3,600### &{ Q}_{N } ~ : ~건조~ 배출가스~ 유량(□/시간)# &~BAR V ~``~ : ~배출가스 ~평균유속(m/초)# &~A~~`` : ~굴뚝~ 단면적(□)# &~BAR theta s~~`:~배출가스~ 평균온도(℃)# &~Pa~```: ~대기압(mmHg)# &~BAR P s~~:~배출가~ 평균정압(mmHg)# &Xw~~: ~배출가스중의~ 수분량(%)#]

⑵ 상부원형, 아취형 단면일 때

[eqn: { Q}_{N } ~&=~ ({{ A}_{1 }{BAR V}_{1}`+`{ A}_{2 }{BAR V}_{2}}) TIMES { 273} over {273+ BAR theta s} TIMES { Pa+ BAR P s} over {760} TIMES 3,600### &{ Q}_{N } ~ : ~건조~ 배출가스~ 유량(□/시간)# & { A}_{1 } ~ : ~반원형부분~ 단면적(□)# &{BAR V}_{1} ~ : ~반원형부분~ 평균유속(m/초)# & { A}_{2 } ~ : ~사각형부분~ 단면적(□)# &{BAR V}_{2} ~ : ~사각형부분~ 평균유속(m/초)]

⑶ 기타 모양의 단면일 때

⑴ 및 ⑵에 준하여 산출한다.

⑷ 연소 계산에 의할 때

제1항(먼지) 4.1.5(5-2)의 G 및 m을 이용하여 다음식에 따라 구한다.

[eqn: { Q}_{N }~=~GWm(1`-` { Xw} over {100 })]

QN	: 건조배출가스 유량(S□/시간)

G	: 연료단위량당 건조배출가스유량(□/□(고체 또는 액체연료), □/□(기체연료))

W	: 시간당 연료사용량(□/시간(고체 또는 액체연료), □/시간()기체연료))

m	: 공기비

표 1  배출가스유량 측정표

공장명 측정대상명 작성자명 측정일 측정번호 연도 단면적(□) 기온(℃) 기압(mmHg) 피토우관 계수 수분량(%) 배출가스 밀도(□/□)
	굴뚝 단면 및 측정점배열

측 정 점 번 호	배 출 가 스 동 압(h) (mH2O)	배 출 가 스 온 도(□s) (℃)	배 출 가 스 정 압(Ps) (mmHg)	[eqn: SQRT {h}]
평 균		[eqn: bar theta s]	[eqn: bar p `s]	[eqn: ( SQRT { h} )`avg]

* 배출시설의 조업 및 가동상태는 별지에 기록

제 27 항  수 은 화 합 물

1. 적용범위

이 시험방법은 대기환경보존법 제4조 별표 3의 대기오염물질 배출시서렝서 배출되는 배출가스중의 수은 및 동법 제9조의 별표 7의 배출허용기준에 대한 측정 및 분석방법에 대하여 규정한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 환원기화 원자흡광광도법

배출가스중의 수은을 흡수액(황산+과망간산칼륨)에 산화 흡수시켜 과망간산칼륨 및 염산히드록실아민용액으로 전처리하여 이것을 시료로 한다. 이 시료에 염화제일주석을 가해 금속수은으로 환원기화시킨다음 흡수셀에 통기시켜 원자흡광광도기 파장 253.7nm로 측정하여 수은을 정량한다,.

정량범위는 사용하는 장치, 흡수셀의 종류 및 규격, 측정조건에 따라 다르나 Hg로써 0.0005~0.01□/□이고 표준편차율은 10~2%이다. 유효측정범위는 0.002□/□이상이며, 그이하는 불검출된 것으로 한다.

2.2 흡광광도법(디티존 법)

시료를 질산과 과망간산칼륨으로 산화시킨 다음 과망간산 칼륨을 염산히드록실아민으로 환원하고 암모니아수로 중화하여 일정량의 황산을 넣고 디티존사염화탄소로 수은을 추출한다.

염산으로 역추출한 다음 중화하여 다시 디티존사염화탄소로 수은을 추출하다. 암모니아수로 씻어주어 과잉의 디티존을 제거하여 흡광도 490nm에서 측정하는 방법이다.

정량범위는 0.001~0.25□/□이고 표준편차율은 10~3%이다.

유효측정범위는 0.002□/□이상이며, 그 미만은 불검출된 것으로 간주한다.

3. 시료의 채취

3.1 채취위치의 선정

시료채취위치의 선정은 제1절 제1항 2.1에 따른다.

3.2 시료채취점의 선정

시료채취점의 선정은 제3장 제1절 제1항 2.2에 따른다.

3.3 시료채취장치의 구성

시료채취장치 구성의 보기는 다음 그림 1과 같다.

A	: 시료채취관	H	: 유량조절콕크	O	: 규소고무판

B	: 아답터	I	: 밀폐식흡인펌프	P	: 갈아맞춤접속판

C	: 여과재	J	: 온도계	Q	: 히이터

D	: 보온재	K	: 압력계	R	: 온도계

E	: 흡수병	L	: 습식가스미터	S	: 수은마노미터

F	: 가스필터	M	: 삼방콕크	T	: 냉각용물중탕

G	: 가스건조탑	N	: 바이패스용세척병(E와 같은 것)

그림 1  시료채위 장치의 구성

⑴ 장치의 구성 : 제1절 제1항 3.1 ⑴에 따른다.

⑵ 채 취 관 : 제1절 제1항 3.3에 따르며 여과재는 글라스울로 한다.

⑶ 여 과 재 : 제1절 제1항 3.2.3에 따른다.

⑷ 흡 수 병 : 제1절 제1항 3.4 그림 9□를 사용한다. 이 때 흡수병의 체적은 250□ 것을 사용한다.

3.4 부착·조립 및 새는 곳 시험

⑴ 부착시험 : 제1절 제1항 4.1.1에 따른다.

⑵ 조립 〃  :	〃	4.1.2	〃

⑶ 새는곳〃 :	〃	4.1.2	〃

3.5 시료가스의 채취

시료가스의 채취는 제3장 제1절 제1항 4.1.4에 따르며 다음 각 항목의 조건을 구비한 것이어야 한다.

⑴ 흡 수 액 : 황산(1+15) (수은시험용)과 과망간산칼륨용액(0.3W/V%)을 등량씩 가하여 진탕혼합후 흡수액으로 한다.

⑵ 흡 수 병 : 흡수액 100□를 넣은 흡수병 2개, 흡수병은 미리 초산(1+9) 및 물로 세척하여 건조시킨 것을 사용한다.

⑶ 흡인유량 : 0.5~1□/min 으로 흡인한다. 배출가스중의 수분이 채취관 등에 응축되지 않도록 하고 필요에 따라 가열 또는 보온한다.

4. 분석방법

4.1 환원기호 원자흡광광도법

4.1.1 분석시료용액의 전처리

⑴ 시   약

분석시료 용액의 전처리에 사용되는 시약은 다음과 같다.

① 황산(1+1) (수은시험용)

② 과망간산칼륨용액(6W/V%) : 과망간산칼륨 60g을 물에 녹여 유리필터(G4)로 여과한 후 물로 채워 1□로 한다. 유색 유리병에 보관한다.

③ 염산히드록실아민용액(20W/V%) : 염산히드록실아민 20g을 물에 녹여서 100□로 한다. 정제의 필요가 있는 경우에는 이 용액을 분액깔대기에 옮겨 디티존 사염화탄소용액(0.005W/V%)을 소량 가하여 흔들어 혼합 방치후 사염화 탄소층을 버린다. 이 조작을 사염화탄소층이 변색되지 않을 때까지 반복한다. 수층을 건조된 여과지로 여과한 후 사염화 탄소의 찌꺼기를 제거한다.

④ 염산히드록실아민용액(2W/V%) : 염산히드록실아민용액(20W/V%) 10□에 황산(1+1)을 수방울 가하고 물로써 100□로 만든다.

⑵ 전처리 방법

시료용액의 전처리는 다음 순으로 행한다.

① 2개의 흡수병에 채취된 흡수액을 분해 플라스크(그림 2참조)에 옮기고 흡수병을 소량의 염산히드록실아민용액(2W/V%) 및 물로 씻어내어 이것을 같은 분해 플라스크에 합한 후, 황산(1+1) 20□ 및 과망간산칼륨용액 15~20□를 넣는다.

그림 2  분해 플라스크

② 모래욕(sand bath)상에서 250℃이하로 하여 갑자기 끓는 것을 피하면서 2시간 정도 끓여준다. 이 때에 과망간산칼륨의 색이 없어질 경우에는 액체의 온도를 약 60℃이하로 낮추고 과망간산칼륨용액(6W/V%) 2□을 가하여 다시 끓이는 과정을 반복하여 과망간산칼륨의 색이 10분간 지속될 때까지 반복한다. 단, 과망간산칼륨의 색이 엷어져도 이산화망간이 생성된 경우(흑갈색 침전물 형성)에는 과망간산칼륨용액을 가하지 않는다.

③ 온도를 약 40℃이하로 냉각시키고 용액을 흔들어 혼합하여 염산 히드록실아민용액(20W/V%)을 가하여 과량의 과망간산칼륨을 분해한다.

④ 냉각후 250□ 메스플라스크에 옮기고 물을 표선까지 가하여 이것을 시료용액으로 한다.

⑤ 따로 흡수액 200□를 분해 플라스크에 옮기고 ①~④ 공정을 동일하게 조작하여 바탕시험용액을 조제한다.

4.1.2 분석방법

⑴ 시   약

① 황산(3N) (수은시험용)

② 황산(1N) (수은시험용)

③ 황산(1+1) (수은시험용)

④ 염화제일주석용액(10W/V%) : 염화제일주석 이수화합물 10g에 황산(3N)을 가하여 100□로 한다. 이 용액의 수은함량은 0.001□/1이하로 한다. 정제가 필요한 경우에는 질소를 통기시키며, 이 용액의 보존은 24시간으로 한다.

⑤ 수은표준원액(0.5□ Hg/□) : 염화제이수은 0.339g을 황산(1N)에 녹인후 500□ 메스플라스크에 넣고 황산(1N)으로 표선까지 채운다. 경질유리병에 보존한다.

⑥ 수은표준액(0.01□ Hg/□) : 수은표준원액(0.5□ Hg/□) 10□을 500□ 메스플라스크에 넣고 황산(1N)으로 표선까지 채운다.

⑵ 기구 및 단체

◑ 성영제흡수셀 : 바깥지금 30□, 길이 100~300□

◑ 송기펌프 : 배분 1.5□이상의 공기를 순환할 수 있는 것

◑ 건조탑 또는 U자관(건조용 과염소산 마그네슘 충전)

◑ 연결관 : 연질 염화비닐관 또는 폴리에틸렌관

◑ 램  프 : 수은중공음극램프

① 원자흡광분석장치

② 수은 환원 기화장치

원자흡광분석장치와 병용하며 구성은 환원용기, 흡수셀, 유량계 연결관 및 기타 부대장치로 구성되며 구성은 그림 3과 같다.

A	: 측정병

B	: 건조관

C	: 로타미터

D	: 셀

E	: 공기펌프

F	: 유리폭기관

G	: 수은중공음극램프

H	: 측광부

J	: 가스세척병

K	: 기록부

그림 3  분석장치 구성도

⑶ 시험방법

수은중공음극램프를 점등하여 안정시킨다. 전처리한 시료적당량을 취하여 시료병에 옮기고 황산(1+1) 5□를 넣고 물을 넣어 전량을 100□로 한다.

염화제일주석용액 10□를 넣어 바로 원자흡광분석장치에 연결하고 송기펌프를 작동하여 시료병안의 시료에 순환시켜 기록계의 지시가 급속히 상승하여 일정치를 나타낼 때까지 펌프의 작동을 계속하여 253.7nm의 파장에서 얻은 일정치의 흡광% 또는 흡광도를 측정하며 미리 작성한 검량선으로부터 수은의 양을 구하고 농도(□/□)를 산출한다.

바탕시험을 행하여 보정한다.

측정이 끝난 다음 콕을 열어 시료병안의 시료를 버리고 물로 시료병을 씻는다. 기상은 과망간산칼륨-황산용액을 통과시켜 배기하고 흡광 % 또는 흡광도가 영점선(Base Line)에 되돌아 올때까지 통기한다.

4.1.3 검량선의 작성 및 계산

⑴ 검량선 작성

① 수은표준용액(0.0001□ Hg/□) 1~5□을 환원용기에 단계적으로 취해 황산(1N)으로 시료와 같은 양으로 한 후 4.1.2의 ⑶의 조작을 행한다.

② 따로 황산(1N)을 취해 같은 조작을 행한다.

③ 수은표준원액에 의해 얻어진 지시치를 보정하여 수은(Hg)의 질량과 지시치와의 관계선을 작성한다. 검량선의 작성은 시료측정시에 행한다.

⑵ 계   산

⑴에 의해 작성된 검량선에서 수은의 질량을 구하고 시료가스중의 가스상 수은 농도를 다음식에 의해 산출한다.

[eqn: C~=~A TIMES { V} over { { V}_{ 1} } TIMES {1 } over { Vs} TIMES { 10}^{3 }]

C	: 표준상태에서의 건조배기가스중의 가스상 수은농도(□ Hg/□N)

A	: 검량선에서 구한 수은의 질량(□)

V	: 분석용 시료용액의 총량(□)

V1	: 분석용 시료용액의 분취량(□)

Vs	: 표준상태의 건조시료가스 채취량(□)

4.2 흡광광도법(디티존법)

4.2.1 분석시료의 전처리

3.에서 채취한 흡수액을 분해플라스크(그림 2 참조)에 넣어 질산(수은시험용) 60□, 6% 과망간산칼륨용액 20□를 넣어 모래욕(Sand bath)상에서 250℃이하로 하여 갑자기 끓는 것을 피하면서 조용히 가열하여 2시간 끓인다.

만일 이 사이에 과망간산의 색이 없어지는 경우에는 액온을 60℃로 내려 한 번에 6% 과망간산칼륨용액 2□를 넣어 다시 끓이고 과망간산칼륨의 색이 약 10분간 남아있을 때까지 6% 과망간산칼륨용액의 추가조작을 반복한다. 액온을 약 40℃로 냉각하고 용액을 흔들어 섞으면서 염산히드록실아민용액(20W/V%)(수은시험용)을 한방울씩 떨어뜨려 과잉의 과망간산을 분해한 후 이것을 시료로 한다.

4.2.2 분석방법

⑴ 기   기

광전광도계 또는 광전분광광도계

⑵ 시   약

① 페놀레드에틸알코올(0.1W/V%)

② 황산(1+1) (수은시험용)

③ 염산히드록실아민용액(20W/V%) (수은시험용)

④ 요소용액(20W/V%) (수은시험용)

⑤ 디티존사염화탄소용액(0.005W/V%)

⑥ 에틸렌디아민테트라초산나트륨용액(0.6M) (수은시험용)

⑦ 암모니아수(1+1)

⑶ 분   석

① 시료에 지시약으로 페놀레드에틸알코올 용액(0.1W/V%) 수방울을 넣어 냉각하면서 용액의 색이 적색이 될 때까지 암모니아수를 넣는다. 다음에 황산(1+2) (수은시험용) 30□, 염산히드록실아민용액(20W/V%) (수은시험용) 5□, 요소용액(20W/V%) (수은시험용) 5□를 넣는다. 이 용액을 1□ 분액깔대기에 옮기고 디티존 사염화탄소용액(0.005W/V%) 20□를 넣어 2분간 세게 흔들어 섞고 정치하여 사염화탄소층을 분리한다.(주 1)

② 다시 수층에 디티존사염화탄소용액(0.005W/V%) 20□를 넣어 2분간 세게 흔들어 섞고 정치하여 사염화탄소층을 분리하고 전체 사염화탄소층을 합한다. 사염화탄소층을 물 20□로 씻은 다음 염산(1+1) (수은시험용) 10□를 넣어 30초간 흔들어 섞고 정치하여 사염화탄소층을 분리한다.

③ 사염화탄소층에 다시 염산(1+1) (수은시험용) 5□를 넣고 흔들어 섞고 정치하여 분리한 사염화탄소층을 버린다. 전체수층을 합한 다음(주 2) 분액깔대기를 소량의 물로 씻어 씻은 액을 수층과 합하여 물을 넣어 50□로 한다.

④ 이 용액에 염산히드록실아민용액(20W/V%) (수은시험용) 0.5□, 에틸렌디아민테트라초산나트륨용액(0.1M) (수은시험용) 1□(주 3), 암모니아수 (1+1) 10□를 넣고 암모니아수(1+1)를 넣어 PH4.8~5.5로 조절한 다음 디티존사염화탄소용액(0.001W/V%) 10□를 정확히 넣고 2분간 강하게 흔들어 섞어 정치하여 분리한 사염화탄소층을 공전시험관에 넣고 암모니아 세척수 10□를 넣어 30초간 흔들어 섞고 정치하여 수층을 스포이드로 취한다. 암모니아 세척액이 무색이 될 때까지 반복하여 씻는다.

⑤ 사염화탄소층이 투명하게 된 다음 검액으로 한다. 따로 정체 사염화탄소층을 바탕시험액으로 한다. 바탕시험액을 대조액으로 하여 층장 10□ 흡수셀에 옮겨 490nm에서 검액의 흡광도를 측정하고 미리 작성한 검량선으로 부터 수은의 양을 구하고 농도(□/□)를 산출한다.

바탕시험을 행하여 보정한다.

4.2.3 검량선의 작성

수은표준액(0.005□ Hg/□) 0~3□를 단계적으로 취하여 4.2.2 ⑶의 ④~⑤에 따라 시험하여 수은의 농도와 흡광도와의 관계선을 작성한다.

(주 1) 보통 진탕기를 사용한다.

(주 2) 이때 디티존사염화탄소의 방울이 가라앉으므로 이 방울을 완전히 제거한 다음에 다음 조작으로 옮긴다.

(주 3) 구리, 아연, 납, 비스무스들이 다량 함유되어 있는 경우에는 에틸렌디아민테트라초산이나트륨용액(0.1M) (수은시험용)을 다량 넣는다. 구리가 1□이상 함유되어 있을 때에는 시디티에이용액(0.1M)을 사용한다.

비고 1) 시료의 유기물 분해는 유리제 내압병을 사용하여도 무방하다. 시료 적당량을 300~500□ 유리제 내압병에 취하고 시료 100□에 대하여 질산(수은시험용) 약 20□, 6% 과망간산칼륨용액 약 20□의 비율로 흔들어 섞고 마개를 꼭 막은 다음 비이커 중에 넣고 뜨거운 물을 내압병안의 액에 표면까지 넣는다. 끓는 수욕상에서 2시간 가열한다.

과망간산의 색이 엶어지는 경우에는 내압병을 꺼내어 약 60℃로 냉각한 다음 흔들어 섞고 거꾸로 하여 증기를 용액에 접촉시키고 수은을 용액중에 포집한 다음 6% 과망간산칼륨용액의 추가조작을 반복한다. 분해가 끝난 다음 4.2.1의 방법에 따라 전처리를 완료한다.

비고 2) 은 이온이 공존하는 경우에는 처음에 추출한 사염화탄소층을 황산(1+100) (수은시험용) 10□로 한 번 씻고 다음에 20% 염화나트륨용액과 염산(1+37) (수은시험용) 혼액(1+1) 5□씩으로 2회 씻고, 다음에 물로 씻어 은을 제거한다.

비고 3) 최초의 디티존사염화탄소용액(0.0005W/V%)에 의한 수은 디티존 착염의 추출에서 수은착염이외의 착색물질이 동시에 추출되어 염산(1+1) (수은시험용)에 의한 역추출을 방해하는 수가 있다.

이 경우에는 아질산분해법으로 분해하여야 한다.

아질산 분해법

4.2.2 ⑶ ②의 염산(1+1) 대신에 염산(1+100) (수은시험용) 10□ 및 아질산 나트륨용액(5W/V%) 2□를 넣고 3분간 강하게 흔들어 섞고 정치하여 사염화탄소층을 버린다.

수층에 염산히드록실아민용액(20W/V%) (수은시험용) 3□를 넣어 10분간 흔들어 섞고 요소용액(20W/V%) (수은시험용) 1□를 넣어 2분간 흔들어 섞는다.

다음에 초산염 완충액(pH 4.0) (수은시험용) 5□, 에틸렌디아민테트라초산나트륨용액(0.1M) (수은시험용) 1□를 넣어 흔들어 섞는 조작을 하여 분해한다.

제 28 항  철강공장의 아크로와 연결된 개방형 여과집진시설의 먼지

1. 적용범위

이 시험방법은 철강공장의 아크로와 연결된 개방형 여과집진시설에서 배출되는 먼지를 채취하는 방법에 대하여 규정한다. 단, 먼지농도 표시는 표준상태(0℃, 760mmHg)의 건조 배출가스 1S□중에 함유된 먼지의 중량으로 표시한다.

2. 측정위치, 측정공 및 측정작업대, 측정점

제3장 제2절 제1항의 먼지측정법에 따르나 일부내용을 다음과 같이 보완한다.

2.1 개방형 여과집진시설의 먼지

2.1.1 측정위치

백을 걸어 놓는 지지대와 백 하우스 지붕사이의 공간에서 시료를 채취하며 배출가스가 희석되는 것을 방지하고 그 흐름을 일정하게 유지하기 위하여 그림1과 같은 보조틀을 설치한다.

그림 1  개방형 여과집진시설 먼지농도 측정방법

2.1.1 측정공

측정공은 그림 2와 같이 백하우스 단면을 이등분한 한쪽의 대략적인 중앙부에 보조틀상의 측정공과 수평을 이루도록 설치한다.

2.1.3 측정점

그림 2  측정공 및 측정점 위치

그림 2와 같이 측정공으로부터 여과집진시설의 반대면을 향하여 1/4되는 위치에 보조틀을 설치하고 그 중앙부분을 대표점으로 하여 1점만 측정한다. 이 때 측정자는 보조틀이 설치된 위치로 유입되는 덕트의 댐퍼가 정상적으로 개방되어 있는지를 확이하는 등 측정점의 대표성을 판단하여야 한다.

3. 측정방법

3.1 먼지농도 측정방법

시료채취장치, 시험용 기구 및 기기, 시험용 시약, 배출가스 온도측정, 수분량 측정, 먼지측정은 제3장 제2절 제1항(4.1 반자동 채취기에 의한 방법)에 따르나, 등속흡인할 필요가 없으며 채취관은 대구경 흡인노즐(보통 10□정도)이 연결된 흡인관을 측정공을 통하여 측정점까지 밀어넣고 출강에서 다음 출강 개시전까지를 먼지 배출상태 및 공정을 고려하여 적당한 시간간격으로 나누어 시료를 채취한다. 이렇게 하여 구한 먼지농도를 출장에서 다음 출강개시전까지의 평균먼지농도로 간주한다.

시료채취시 측정공을 헝겊등으로 밀폐할 필요는 없으며 건옥백하우스의 경우는 장입 및 출강시는 20±5□/min, 용해정련기에는 10±3□/min 그리고 직인백하우스의 경우는 정입 및 출강시가 10±3□/min 용해정련기는 20±5□/min의 유속으로 배출가스를 흡인한다. 이때 한 개의 원통형 여과지에 포집된 1회 먼지포집량은 2□이상 20□이하로 함을 원칙으로 한다.

3.2 배출가스 유량 산정방법

사업자가 설치해 놓은 유량 연속 측정장치를 이용하여 건옥 집진시설 덕트와 직인집진시설 덕트에서 각각 출강에서 다음 출강개시전까지 전공정에 걸쳐 배출된 배출가스의 총유량(S□)을 구한다.

3.3 먼지농도 계산방법

시험을 받는 전기아크로에 두 개 이상의 방지시설이 연결되어 있을 때는 다음식을 이용하여 먼지농도를 구하며 방지시설이 한 개인 경우에는 그 방지시설 출구에서 측정한 먼지농도가 구하는 먼지농도가 된다.

[eqn: C~=~ { SUM from { { n}=1} to N (CsQs)n} over { SUM from { { n}=1} to N (Qs)n}]

여기에서

C	: 구하는 평균먼지농도(□/s□)

N	: 시험을 받는 전체 방지시설 수

Qs	: 3.2항에서 구한 출강에서 다음출강 개시전까지 배출된 배출가스의총유량(S□)

CsQs : 시험을 받는 각각의 방지시설에 대한 출강에서 다음 출강 개시전까지의 평균먼지농도에 각각의 방지시설에 대응하는 총유량을 곱한 값

제 3 절  굴뚝배출가스중의 오염물질 연속자동측정방법

제 1 항  먼     지

1. 적용범위

이 시험방법은 굴뚝배출가스 중 먼지를 연속적으로 자동 측정하는 방법에 관하여 규정한다.

2. 용어의 뜻

본 시험방법에서 사용되는 용어의 의미는 다음과 같으며, 이 이외의 것은 제3장 제2절 제1항(먼지)에 따른다.

⑴ 먼지 : 굴뚝배출가스 중에 부유하는 입자상 물질

⑵ 먼지농도 : 표준상태(0℃, 760mmHg)의 건조배출가스 1□안에 포집된 먼지의 무게로서 □/S□의 단위를 갖는다.

⑶ 교정용입자 : 실내에서 감도 및 교정오차를 구할 때 사용하는 균일계 단분산 입자로서 기하평균 입경이 0.3~3□인 인공입자로 한다.

⑷ 균일계 단분산 입자 : 입자의 크기가 모두 같은 것으로 간주할 수 있는 시험용입자로서 실험실에서 만들어 진다.

⑸ 표준교정판(또는 교정용 필름) : 연속자동측정기를 교정할 때 사용하는 일정한 지시치를 나타내는 표준판(필름)을 말한다.

⑹ 검출한계 : 제로드리프트의 2배에 해당하는 지시치가 갖는 교정용입자의 먼지농도를 말한다.

⑺ 교정오차 : 실내에서 교정용입자를 용기안으로 분사하면서 연속자동측정기로 측정한 먼지농도가 용기안에서 시료채취법으로 구한 먼지농도와 얼마나 잘 일치하는가 하는 정도로서 그 수치가 작을수록 잘 일치하는 것이다.

⑻ 상대정확도 : 굴뚝에서 연속자동측정기로 구한 먼지농도가 제3장 제2절 제1항의 먼지 시험방법(이하 주시험법이라 한다)으로 구한 먼지농도와 얼마나 잘 일치하는가 하는 정도로서, 그 수치가 작을수록 잘 일치하는 것이다.

⑼ 제로드리프트 : 연속자동측정기가 정상적으로 가동되는 조건하에서 먼지를 포함하지 않는 공기를 일정시간 동안 측정한 후 발생한 츨력신호가 변화하는 정도를 말한다.

⑽ 교정판드리프트 : 표준교정판(필름)을 사용하여 일정시간 동안 측정한 후 발생한 출력신호가 변화한 정도를 말한다.

⑾ 응답시간 : 표준교정판(필름)을 끼우고 측정을 시작했을 때 그 보정치의 95%에 해당하는 지시치를 나타낼 때 까지 걸린 시간을 말한다.

⑿ 시험가동시간 : 연속자동측정기를 정상적인 조건에서 운전할 때 예기치 않는 수리, 조정 및 부품교환없이 연속가동할 수 있는 최소시간을 말한다.

3. 측정방법의 종류

먼지의 연속자동측정법에는 광산란적분법과 베타(□)선 흡수법, 광투과법이 있다.

3.1 광산란적분법

3.1.1 측정원리

먼지를 포함하는 굴뚝배출가스에 빛을 조사하면 먼지로부터 산란광이 발생한다. 산란광의 강도는 먼지의 성상, 크기, 상대굴절율 등에 따라 변화하지만, 이들조건이 동일하다면 먼지농도에 비례한다. 굴뚝에서 미리 구한 먼지농도와 산란도의 상관관계식에 측정한 산란도를 대입하여 먼지농도를 구한다.

3.1.2 장치구성

⑴ 시료채취부

시료채취부는 동압관인 내관과 정압관인 외관의 2중 구조로 되어 있다. 흡인펌프를 사용하는 대신에 굴뚝내의 동압을 이용하여 시료가스를 검출부의 측정점으로 흡인한다. 연속적으로 검출부를 통과한 시료가스는 굴뚝내에 위치하고 있는 정압구를 통하여 배출된다.

⑵ 검출부

검출부는 광원부, 측정부 그리고 수광부로 이루어져 있으며, 측정부는 광원부를 비롯한 수광부와 단열재에 의해 차단되어 있다. 광원으로부터 빛이 측정부에 조사된후 산란도는 광원의 90°측면에 놓여있는 광전자증배관에 의해 측정된다.

⑶ 앰프부

앰프부는 전원부, 증폭부 및 농도직독계와 원격축력부로 이루어져 있다. 원격출력부로부터 나온 신호는 유선을 통하여 2□까지 전송된다.

⑷ 수신부

앰프로부터의 전송출력을 수신하여 그 신호를 기록계 및 텔레메트리시스템(Telemetry System)에 전달하는 역할을 한다. 또한 측정범위를 단계별로 나누어 선택할 수 있는 스위치와 먼지농도를 직접 읽을 수 있는 지시계가 부착되어 있다.

3.2 베타(□)선 흡수법

3.2.1 측정원리

시료가스를 등속흡인하여 굴뚝밖에 있는 자동연속측정기 내부의 여과지 위에 먼지시료를 채취한다. 이 여과지에 방사선 동위원소로부터 방출된 □선을 조사하고 먼지에 의해 흡수된 □선량을 구한다. 굴뚝에서 미리 구해놓은 □선 흡수량과 먼지농도사이의 관계식에 시료채취 전후의 □선 흡수량의 차를 대입하여 먼지농도를 구한다.

3.2.2 장치구성

⑴ 시료채취부

시료채취부는 등속흡인제어부와 정량희석제어부 그리고 여과부로 구성되어 있다. 흡인노즐과 함께 피토관과 온도계를 측정점에 설치하고 흡인펌프를 이용하여 시료가스를 흡인하면서 유속을 측정하고 유량을 계산하여 등속흡인유량을 조절한다. 등속흡인에 의해 채취된 시료가스에 깨끗한 공기를 불어넣어 시료가스를 일정한 비율로 희석한다. 먼지는 원형 유리섬유 또는 실리카섬유여과지 위에 15~60분간 직경 11□ 또는 30□의 넓이로 채취된다.

⑵ 검출부

검출부는 시료희석부와 흡인펌프 사이에 위치하고 있고, 방사선 동위원소로 되어 있는 □선원과 신틸레이션 카운터 검출기로 이루어져 있다.

⑶ 표시 및 기록부

표시부는 시각, 농도, 유량, 압력, 온도 및 희석비 등을 표시하도록 되어 있다. 또한 기록부에는 순간농도, 평균치, 최대치, 최소치 등이 기록된다.

⑷ 수신부

검출기로부터의 신호를 수신하여 기록계 및 텔리메트리시스템에 전달하는 역할을 하며 적분농도치, 전원오프신호, 조정중 신호, 측정범위 신호들을 원격전송할 수 있다.

3.3 광투과법

3.3.1 측정원리

이 방법은 먼지입자들에 의한 빛의 반사, 흡수, 분산으로 인한 감쇄현상에 기초를 둔다.

먼지를 포함하는 굴뚝배출가스에 일정한 광량을 투과하여 얻어진 투과된 광의 강도변화를 측정하여 굴뚝에서 미리 구한 먼지농도와 투과도의 상관관계식에 측정한 투과도를 대입하여 먼지의 상대농도를 연속적으로 측정하는 방법이다.

3.3.2 정치구성

⑴ 시료채취부

광투과법에서는 굴뚝내부를 측정셀로하여 광원을 조사하여 감쇄된 빛의 양을 검출기에서 측정한다.

⑵ 검출 및 분석부

광원, 광원정전압회로, 검출기 연산제어기등으로 구성되며, 시료중의먼지농도를 연속적으로 측정할 수 있어야 한다.

광원부는 광축변동을 무시할 수 있는 경우를 제외하고는 광축조절 장치를 설치하여야 한다.

광원은 안정화 회로에 의하여 점등되고 텅스텐램프(Tungsten lamp), 레이저(Laser)광 등을 사용한다.

⑶ 농도지시부

측정된 값을 직접 지시하고 기록용 외부출력 단자를 갖추고 측정값을 외부로 츨력한다.

⑷ 데이타 처리부

데이터 처리부는 기록계 및 전송부로 이루어지며 측정기를 이용하여 얻은 데이터를 온라인으로 텔레에트리시스템(Telecmetry System)에 연결 전송한다.

⑸ 교정장치

지시부의 오차를 용이하게 교정할 수 있는 장치다.

4. 성능 및 성능시험방법

이들 두 종류의 먼지 연속자동측정기에 대한 성능 및 그 시험방법은 부록 1과 같다.

5. 측정조작

연속자동측정기의 사용설명서에 따라 설치 및 측정준비를 하고 먼지농도를 측정한다.

6. 텔레메트리 시스템

연속자동측정기를 이용하여 얻은 데이터는 온라인으로 굴뚝자동감시체제(Telemetsy System)에 연결 전송할 수 있어야 한다. 이러한 굴뚝자동감시체제에 관한 구성은 부록3과 같다.

제 2 항  아 황 산 가 스

1. 적용범위

이 시험방법은 굴뚝배출가스중 아황산가스를 연속적으로 자동측정하는 방법에 관하여 규정한다.

2. 용    어

본 시험방법에서 사용되는 용어의 의미는 다음과 같으며, 이 이외의 것은 제3장 제2절 제7항(황산화물)에 따른다.

⑴ 교정가스 : 공인기관의 보정치가 제시되어 있는 표준가스로 연속자동측정기 최대눈금치의 약 50%와 90%에 해당하는 농도를 갖는다.(90% 교정가스를 스팬가스라고 한다.)

⑵ 제로가스 : 공인기관에 의해 아황산가스 농도가 1ppm미만으로 보증된 표준가스를 말한다.

⑶ 검출한계 : 제로드리프트의 2배에 해당하는 지시치가 갖는 아황산가스의 농도를 말한다.

⑷ 교정오차 : 교정가스를 연속자동측정기에 주입하여 측정한 분석치가 보정치와 얼마나 잘 일치하는가 하는 정도로서, 그 수치가 작을수록 잘 일치하는 것이다.

⑸ 상대정확도 : 굴뚝에서 연속자동측정기를 이용하여 구한 아황산가스의 분석치가 제3장 제2절 제7항 황산화물 시험방법(이하 주시험법이라 한다)으로 구한 분석치와 얼마나 잘 일치하는가 하는 정도로서 그 수치가 작을수록 잘 일치하는 것이다.

⑹ 제로드리프트 : 연소자동측정기가 정상적으로 가동되는 조건하에서 제로가스를일정시간 흘려준 후 발생한 츨력신호가 변화한 정도를 말한다.

⑺ 스팬드리프트 : 스팬가스를 일정시간 동안 흘려준 후 발생한 츨력신호가 변화한 정도를 말한다.

⑻ 응답시간 : 시료채취부를 통하지 않고 제로가스를 연속자동측정기의 분석부에 흘려주다가 갑자기 스팬가스로 바꿔서 흘려준 후, 기록계에 표시된 지시치가 스팬가스 보정치의 95%에 해당하는 지시치를 나타낼 때까지 걸리는 시간을 말한다.

⑼ 시험가동시간 : 연속자동측정기를 정상적인 조건에 따라 운전할 때 예기치 않는 수리, 조정 및 부품교환 없이 연소 가동할 수 있는 최소시간을 말한다.

3. 측정방법의 종류

측정원리에 따라 용액전도율법, 적외선흡수법, 자외선흡수법, 정전위전해법 및 불꽃광도법등으로 분류할 수 있다.

4. 성능 및 성능 시험방법

⑴ 성   능

□ 측정범위

0∼200, 0∼500, 0∼1000, 0∼2000ppm으로 한다.

□ 검출한계

5ppm이하로 한다.

□ 기    타

이외의 성능에 대하여는 부록 2(굴뚝배출가스 중 무기가스상 오염물질 연속자동 측정기 성능 및 그 시험방법)에 따른다.

⑵ 성능시험방법

□ 측정범위

스팬가스를 연속자동측정기에 주입하여 측정할 때 최대 눈금치의 약 90%에 해당하는 지시치를 나타내는 지를 확인한다.

□ 검출한계

교정가스를 연속자동측정기에 주입하여 지시치를 읽는다. 제로가스를 주입하여 제로드리프트를 구한 후 그 두배에 해당하는 아황산가스의 농도를 교정가스의 농도와 지시치의 관계로부터 비례식으로 계산한다.

⑶ 상대정확도

부록 2에 따른다. 단, 배출가스중 황산미스트(SO2를 포함하여)의 분율이 전황산화물의 10%를 넘는 시설에 대하여는 주시험법으로 분석할 때 환경처장관이 인정하는 방법으로 시료를 채취한다.

⑷ 기   타

이외의 성능시험방법은 부록 2에 따른다.

5. 장치구성

연속자동측정기는 시료채취부, 분석계, 지시기록계 및 데이터전송부등으로 구성되어 있다. 그 일예를 그림 1에 표시하였다.

그림 1  측정기의 구성

5.1 시료채취부

시료채취부는 제3장 제1절 제1항 연속분석계를 쓰는 경우와 같다.

5.2 분석계

5.2.1 용액전도율분석계

⑴ 원   리

시료가스를 황산산성과산화수소수 흡수액에 도입하면 아황산가스는 과산화수소수에 의해 황산으로 산화되어 흡수된다. 이때 황산의 생성으로 인하여 흡수액의 전도율이 증가하게 되는데, 이 전도율의 증가는 시료가스 중의 아황산가스의 농도에 비례한다.

⑵ 분석계 구성

용액전도율 분석계는 비교전극, 측정전극, 가스흡수부, 흡수액 전달펌프, 흡수액용기, 흡수액 등으로 이루어져 있다. 그 예를 그림 2에 표시하였다.

□ 비교전극 : 시료가스를 도입하기 전의 흡수액에 대한 전도율을 측정하기위한 것으로 백금전극을 사용한다

□ 측정전극 : 시료가스중의 아황산가스를 흡수액에 흡수시킨후 그것의 전도율을 측정하기 위한 것으로 백금전극을 사용한다.

□ 가스흡수부 : 흡수액과 시료가스를 각각 일정한 유량으로 도입하여 시료가스중의 아황산가스를 채취하기 위한 곳으로 경질유리로 만들어져 있다.

□ 흡수액전달펌프 : 흡수액용기로부터 흡수액을 일정한 유속으로 전달하기 위한 것으로 흡수액과 접촉하고 있는 부분은 흡수액에 의해 부식되지 않고 또한 흡수액을 변질시키지 않는 재질로 되어 있어야 한다.

□ 흡수액 용기 : 흡수액에 의해 부식되지 않으며 동시에 흡수액을 변질시키지 않는 재질의 것이어야 한다.

□ 흡수액 : 연속자동측정기 설명서에 기록되어 있는 농도의 황산산성과산화수소수용액으로 한다.

그림 2  용액전도율 분석계

5.2.2 적외선흡수분석계

제2장 제5항의 비분산적외선 가스분석법에 따른다.

5.2.3 자외선 흡수분석계

⑴ 원   리

자외선흡수분석계에는 분광기를 이용하는 분산방식과 이용하지 않는 비분산방식이 있으며 그 구성은 각각 그림 4와 같다. 분산방식에서는 287nm에서의아황산가스와 이산화질소의 흡광도를 그리고 380nm에서 이산화질소의 흡광도를 측정하고 몰흡광계수와 농도 및 흡광도로 표시된 2원 1차 연립방정식에 대입하여 아황산가스의 극대흡수파장인 287nm에서의 이산화질소의 간섭을 보정한다. 287nm에서 구한 아황산가스만의 흡광도를 미리 작성한 검량선에 대입하여 그 농도를 구한다. 또한 비분산방식에서는 수은램프로부터 나온 빛을 둘로 나누어 두 개의 광학필터를 통과시킨다. 이렇게 하여 하나의 필터로 부터는 280~320nm의 광을 다른 하나로부터는 540~570nm의 광을 시료셀에 조사한 다음, 전자는 측정광으로 하고 후자는 비교광으로 하여 흡광도를 측정하고 그 차를 시료가스중 아황산가스의 흡광도로 한다. 이것을 미리 작성한 검량선에 대입하여 시료가스중 아황산가스의 농도를 구한다.

그림 3  자외선 흡수 분석계

⑵ 분석계 구성

자외선흡수분석계는 광원, 분광기, 광학필터, 시료셀, 검출기 등으로 이루어져 있다.

□ 광  원 : 중수소방전관 또는 중압수은등이 사용된다.

□ 분광기 : 프리즘 또는 회절격자분광기를 이용하여 자외선영역 또는 가시광선영역의 단색광을 얻는데 사용되다.

□ 광학필터 : 특정파장 영역의 흡수나 다층박막의 광학적 간섭을 이용하여 자외선에서 가시광선 영역에 이르는 일정한 폭의 빛을 얻는데 사용된다.

□ 시료셀 : 시료셀은 200~500□의 길이로 시료가슥 연속적으로 통과할 수 있는구조로 되어 있다. 셀의 창은 석영판과 같이 자외선 및 가시광선이 투과할 수 있는 재질로 되어 있어야 한다.

□ 검출기 : 자외선 및 가시광선에 감도가 좋은 광전자증배관 또는 광전관이 이용된다.

5.2.4 정전위전해분석계

⑴ 원   리

아황산가스를 전해질에 흡수시킨후 전기화학적 반응을 이용하여 그 농도를 구한다. 전해질에 흡수된 아황산가스는 작용전극에 일정한 전위의 전기에너지를 가하면 황산이온으로 산화되는데 이때 발생되는 전해전류는 온도가 일정할 때 흡수된 아황산가스 농도에 비례한다.

도를 구한다. 이 방법을 이용하기 위하여는 불꽃에 도입되는 아황산가스 농도가 5~6□/min 이하가 되도록 시료가스를 깨끗한 공기로 희석해야 한다.

⑵ 분석계 구성

그림 6과 같이 유량제어부, 희석부, 불꽃부, 검출부로 이루어져 있다.

□ 유량제어부 : 희석가스, 연료가스 및 조연가스의 유량을 조절하기 위한 부분으로 압력조정기, 저항관, 니들발브 및 유량계 등으로 구성되어 있다.

□ 희석수 : 깨끗한 공기 또는 질소가스를 이용하여 시료가스를 일정비율로 희석하는 부분이다.

□ 불꽃부 : 연료가스, 조연가스, 시료가스, 연소노즐, 점화기구, 소염검지기 등으로 구성되어 있으며 환원성 수소불꽃을 발생하게 한다.

□ 검출부 : 광전자증배관, 394nm 부근에 국대흡수파장을 갖는 광학필터 단열창, 냉각기 등으로 이루어져 있으며 불꽃으로부터 발생하는 394nm부근의 광량을 측정한다.

그림 5  불꽃광도분석계

5.3 데이터 처리부

데어터처리부는 기록계 및 전송부로 이루어져 있다. 데이터 전송부는 연속자동측정기를 이용하여 얻은 데이터를 온라인으로 굴뚝자동감시체제에 연결 전송할 수 있어야 한다. 이러한 굴뚝자동감시체제에 관한 구성은 부록 3과 같다.

6. 측정조작

연속자동측정기의 사용설명서에 따라 측정기를 설치하고 측정준비를 한다음 아황산가스농도를 측정한다.

제 3 항  질 소 산 화 물

1. 적용범위

이 시험방법은 굴뚝배출가스중 질소산화물(NO+NO2)을 연속적으로 자동측정하는 방법에 관하여 규정한다.

2. 용   어

이외의 용어는 제3장 제2절 제8항(질소산화물) 및 제3장 제3절 제 2항에 따른다.

⑴ 시료채취형(Extractive System) : 굴뚝으로부터 시료가스를 추출하여 지상 또는 일정지점에 설치되어 있는 분석부에 유입하여 측정하는 형식으로 고정형(시료채취점에 고정하여 장기적으로 연속측정한다)과 이동형(여러개의 시료채취점을 대상으로 이동하면서 비교적 단기간 동안 측정한다)이 있다.

⑵ 굴뚝부착형(In - situ System) : 분석부가 굴뚝에 부착되어 있으며 광원으로 부터 나온 입사광이 굴뚝내부를 가로질러 통과한다. 이때 대상가스상 오염물질이 그 빛을 흡수하는 성질을 이용하여 그 농도를 측정하는데 이러한 방식의 측정기는 공존하는 먼지, 액적 그리고 광학계의 오염으로 인한 입사광의 감쇄현상이 문제가 되므로 이것을 보정하기 위한 광학계를 갖주고 있는 것이 특징이다.

3. 측정방법의 종류

설치방식에 따라 시료채취형과  굴뚝부착형으로 나뉘어지며 측정원리에 따라 화학발광법, 적외선흡수법, 자외선흡수법 및 정전위전해법 등으로 분류할 수 있다.

4. 성능 및 성능시험방법

⑴ 성  능

□ 측정범위

0∼100, 0∼200, 0∼500, 0∼1000, 0∼2000ppm으로 한다.

□ 검출한계

5ppm 이하로 한다.

□ 기  타

이외의 성능에 대하여는 부록 2(굴뚝배출가스중 무기 가스상 오염물 연속자동 측정기 성능 및 그 시험방법)에 따른다.

⑵ 성능시험방법

제3장 제3절 제2항 4.. ⑵ 및 부록 2에 준한다.

5. 장치의 구성

연속자동측정기는 시료채취부, 분석계 및 데이터처리부 등으로 구성되어 있다.

5.1 시료채취부

시료채취부는 제3장 제1절 제1항의 연속분석계를 쓰는 경우와 같다.

5.2 분 석 계

5.2.1 화학발광분석계

⑴ 원  리

일산화질소와 오존이 반응하면 이산화질소가 생성되는데 이때 590~875nm에 이르는 폭을 가진 빛(화학발광)이 발생한다.

이 발광강도를 측정하여 시료가스중 일산화질소 농도를 연속적으로 측정한다. 질소산화물 농도는 시료가스를 환원장치를 통과시켜 이산화질소를 일산화질소로 환원한 다음 위와 같이 측정하여 구한다.

⑵ 분석계의 구성

그림 1과 같이 유량제어부, 반응조, 검출기, 오존발생기 등으로 구성되어 있다.

그림 1  화학발광분석계

□ 유량제어부 : 시료가스 유량제어부와 오존가스 유량제어부가 있으며 이들은 각각 저항관, 압력조절기, 니들밸브, 면적유량계, 압력계 등으로 구성되어 있다.

□ 반  응  조 : 시료가스와 오존가스를 도입하여 반응시키기 위한 용기로서 이 반응에 의해 화학발광이 일어나게 된다. 내부압력조건에 따라 감압형과 상압형이 있다.

□ 검  출  기 : 화학발광을 선택적으로 투과시킬 수 있는 광학필터가 부착되어 있으며 발광도를 전기신호로 변환시키는 역할을 한다.

□ 오존발생기 : 산소가스를 오존으로 변환시키는 역할을 하며, 에너지원으로써 무성방전관 또는 자외선발생기를 사용한다.

5.2.2 적외선 흡수분석계

5.2.2.1 시료채취형

제2장 제5항의 비분산적외선 가스분석법에 따른다.

5.2.2.2 굴뚝부착형

⑴ 원  리

비분산적외선(5.25□)을 굴뚝내부에 조사하고 수광부와 검출기 사이에 대조셀과 개스필터 상관셀이 교대로 오도록 한다. 입사광은 굴뚝내부를 통과한 후 반대편에 있는 반사경에 의해 반사되어 다시 수광부쪽으로 돌아온다. 이때 대조셀로는 일산화질소에 의해 감쇄된 빛에너지(S)와 분진을 비롯한 공존물질에 의해 감쇄된 바탕빛에너지(B)의 합을 측정하고 개스필터 상관셀로는 바탕빛에너지 만을 측정한다. 이 측정값들로 부터 [eqn: { (S+B)-B} over {B }~즉~ { S} over {B }]를 구하고 미리 교정용 스팬셀과 20%셀로 구한 [eqn: { S} over {B }] 대 일산화질소농도 검량선에 대입하여 시료중 일산호질소의 농도를 구한다.

단, 배출가스중 이산화질소의 분율이 질소산화물의 10%를 넘는 시설에 대해서는 이산화질소농도를 별도로(3.4□의 적외선광을 이용한다) 구하고 그 농도를 합한다.

⑵ 분석계 구성

이 분석계는 그림 2에서 보는 바와 같이 광원, 광학계, 개스셀 터릿 및 검출기 등으로 이루어져 있다. 또한 이 장치는 원격조정을 할 수 있는 중앙측정조정장치를 갖추고 있다.

□ 광   원

5.25□전후의 일정한 폭을 가진 비분산적외선광을 발생시킬 수 있는 광원이어야 한다.

□ 광학계

렌즈, 프리즘, 수광부용반사경, 반사경, 교정용반사경으로 이루어진다.

□ 개스셀 터릿(Gascell Turret)

한가지 가스상 오염물질에 대해 4개의 셀(1조)이 필요하며 한 터릿은 두가지 가스상 오염물질을 측정할 수 있도록 만들어져 있다. 각조의 셀은 개스필터상관셀(Gas filter correlation cell), 대조셀, 교정용 스팬셀, 약 20% 교정용셀 등으로 구성되어 있다. 개스필터상관셀과 대조셀은 공존하는 분진, 액적 그리고 광학계의 오염 등에 의한 빛의 감쇄현산을 보정하기 위한 셀이며 나머지는 검량선을 작성하기 위한 셀이다. 개스필터상관셀에는 일산화질소가 최대흡광도를 나타낼 수 있을 정도의 높은 농도로 채워져 있으며 대조셀에는 질소가 채워져 있다.

□ 검출기

적외선 광에 대해 강도가 높은 광전관 또는 광전자증배관을 사용한다.

□ 중앙측정조정장치

측정기의 작동을 조정하는 장치로서 지시계, 키-판, 디지탈 및 아날로그 기록계로 이루어져 있다.

□광원  □프리즘  □반사경  □창  □반사경

□트랜버시 □시료가스 □반사경용창 □반사경

그림 2  연도부착형 비분산 적외선 분석계의 구성

5.2.3 자외선 흡수 분석계

⑴ 원   리

일산화질소는 195~230nm, 이산화질소는 350~450nm부근의 자외선을 흡수하는 성질을 이용한다. 질소산화물의 농도를 구하기 위하여 일산화질소와 이산화질소의 농도를 각각 측정하여 그것들을 합하는 방식(다성분합산방식)과 시료가스중 일산화질소를 이산화질소로 산화시킨 다음 측정하는 방식(산화방식)이 사용되어 있다.

⑵ 분석계 구성

그림 2와 같이 다성분합산형(또는 분산형)과 산화형(비분산형)이 있으며, 광원, 분광기, 광학필터, 시료셀, 검출기, 합산증폭기, 오존발생기 등으로 이루어져 있다.

□ 광  원 : 중수소방전관 또는 중압수은 등을 사용한다.

□ 분광기 : 프리즘과 회절격자 분광기 등을 이용하여 자외선 영역 또는 가시광선영역의 단색광을 얻는데 사용된다.

□ 시료셀 : 시료가스가 연속적으로 흘러갈 수 있는 구조로 되어 있으며 그 길이는 200~500□이다. 셀의 창은 석영판과 같이 자외선 및 가시광선이 투과할 수 있는 재질이어야 한다.

□ 광학필터 : 특정파장 영역의 흡수나 다층박막의 광학적 간섭을 이용하여 자외선 영역 또는 가시광선영역의 일정한 폭을 갖는 빛을 얻는데 사용한다.

□ 검출기 : 자외선 및 가스광선에 대하여 감도가 좋은 광전자증배관 또는 광전관이 이용된다.

□ 합산증폭기 : 신호를 증폭하는 기능과 일산화질소 측정파장에서 아황산가스의 간섭을 보정하는 기능을 가지고 있다. 아황산가스의 간섭을 보정하는 원리는 제3장 제3절 제2항(아황산가스)의 분산방식의 원리와 유사하다.

□ 오존발생기 : 5.2.1과 같다.

그림 3  자외선흡수 분석계

5.2.4 정전위전해 분석계

⑴ 원   리

가스투과성 격막을 통하여 전해질 용액에 시료가스중의 질소산화물을 확산흡수시키고 일정한 전위(아황산가스의 경우와 전위는 다르다)의 전기에너지를 부가하면 질산이온으로 산화된다. 이때 생성되는 전해전류는 온도가 일정할 때 시료가스 중 질소산화물의 농도에 비례한다.

⑵ 분석계 구성

정전위전해 분석계는 크게 나누어 전해셀과 정전위전원 그리고 증폭기로 이루어져 있다.

□ 전해셀

① 가스투과성 격막 : 전해셀 안에 들어있는 전해질의 유출이나 증발을 막고 가스투과성 성질을 이용하여 간섭성분의 영향을 저감시킬 목적으로 사용하는 4불화에틸렌 수지막 또는 폴리에틸렉막이다.

② 작업전극 : 전해질 안으로 확산흡수된 질소산화물이 전기에너지에 의해 산화될 때 그 농도에 대응하는 전해전류를 발생하는 전극으로 백금전극, 금전극, 팔라튬전극 또는 인듐전극 등이 사용된다.

③ 대전극 : 전해셀 안에서 작업전극과 한 쌍으로 전기회로를 이루며 질소산화물을 정전위전해하기 위하여 필요한 산화전위를 작업전극에 가할 때 기준으로 삼는 전극이다. 망간 또는 망간화합물 전극, 납 또는 납화화물 전극 등이 사용된다.

④ 전해질 : 가스투과성 격막을 통과한 가스를 흡수하기 위한 용액으로 약 0.5M황산용액을 사용한다.

□ 정전위전원

작업전극에 일정한 전위를 부가하기 위한 직류적원(예를 들면 1.3V 수은전지) 이다.

5.3 데이터 처리부

제3장 제3절 제2항(아황산가스) 5.3에 따른다.

6. 측정조작

연속자동측정기 사용설명서에 따라 측정기를 설치하고 측정준비를 한 다음 질소산화물 농도를 측정한다.

제 4 항  염  화  수  소

1. 적용범위

이 시험방법은 굴뚝배출가스중 염화수소를 연속적으로 자동측정하는 방법에 관하여 규정한다.

2. 용   어

이 시험방법에서 사용하는 용어는 제3장 제2절 제5항(염화수소) 및 제3장 제3절 제2항에 따른다.

3. 측정방법의 종류

이온전극법, 비분산 적외선 분석법 등이 있다.

4. 성능 및 성능시험 방법

⑴ 성   능

□ 측정범위

0~1,000ppm으로 한다.

□ 검출한계

10ppm 이하로 한다.

□ 기   타

이외의 성능에 대하여는 부록 2(굴뚝배출가스중 무기 가스상 오염물질 연속자동측정기 성능 및 그 시험방법)에 따른다.

⑵ 성능시험방법

제3장 제3절 제2항(아황산가스)의 4. ⑵ 및 부록 2에 따른다. 단, 스팬가스와 제로가스 대신 스팬액과 제로액을 사용하여 시험한다.

5. 장치의 구성

연속자동측정기는 시료채취부, 분석계 및 데이터처리부로 구성되어 있다.

5.1 시료채취부

시료채취부는 제3장 제1절 제1항 연속분석계를 쓰는 경우와 같다.

5.2 분석계

5.2.1 이온전극법

⑴ 원   리

시료가스중 염화수소는 배관을 통하여 분석계의 비교부에 도입된 후 그안에 들어있던 흡수액와 접촉하여 염소이온으로 변한다. 이어서 이 시료액은 시료부로 옮겨지고 이용액과 비교부에 새로 도입된 흡수액 중의 염소이온 농도차를 염소이온 전극으로 측정한다. 두 값의 차는 시료가스중의 염화수소 농도에 비례한다.

⑵ 분석계 구성

분석계는 아크릴 수지로 만든 비교부와 시료부로 구성되어 있으며, 각각에는 전극 청소장치를 갖춘 염소이온전극이 연결되어 있다. 분석계는 가열케이스 안에 들어있어서 일정한 온도를 유지한다.

5.2.2 비분산 적외선 분석법

⑴ 원   리

3.55□를 중심파장으로 하고 어느 정도의 폭을 가진 적외선이 시료가스를 포함하는 세료셀을 통과한 다음 필터휠에 의해 처음에는 광학필터를 거쳐 검출기로 가고 다음에는 고농도의 염화수소가스가 채워져 있는 가스필터셀을 거쳐 검출기로 간다. 이때 전자의 투과광 강도를 TM이라고 하고, 후자의 투과광 강도를 TG.F라고 하면 TG.F는 시료셀안의 염화수소 가스의 농도의 고저에 관계없이 항상 일정하게 작은 값을 갖는데 이것이 대조값(Background light intensity)이 된다. 그리고 시료셀에 몇가지 종류의 표준가스를 순서대로 흘려주면서 TM을 측정하면 농도가 높을수록 낮은값이 얻어진다.

검량선의 횡축은 염화수소 가스의 농도가 되고 종축은 [eqn: -log { TM} over {TG.F }]으로 한다. 이 검량선에 시료가스에 대한 [eqn: -log { TM} over {TG.F }] 값을 대입하여 시료가스중 염화수소의 농도를 구한다.

⑵ 분석계 구성

그림 1과 같이 광원, 회전섹터, 시료셀, 필터휠 검출기, 증폭기 그리고 데이터처리부로 구성되어 있다.

그림 1  적외선 흡수 분석계

□ 광    원 : Nernt 등에 450mA~650mA의 전류를 가하여 800℃로 가온한다.

□ 회전섹터 : 광속을 100Hz로 단속한다.

□ 시 료 셀 : 시료셀은 시료가스가 항온합압으로 연속적으로 흐르도록 만들어져 있으며 금으로 표면처리된 거울을 사용하여 광로를 최고 20m까지 조정할 수 있다.

□ 필 터 휠 : 고농도의 염화수소 가스가 채워져 있는 셀을 고정시킨 바퀴모양의 틀

□ 검 출 기 : 적외선에 민감한 광전센서

□ 증 폭 기 : 검출기의 출력신호를 데이터처리에 필요한 수준까지 증폭시키는 기능을 갖는다.

□ 데이터처리부 : 측정 성분의 투과광 강도, 또는 농도 등을 표시한다.

5.3 데이터 처리부

제3장 제3절 제2항(아황산가스) 5.3에 따른다.

6. 측정조작

연속자동측정기 사용설명서에 따라 측정기를 설치하고 측정준비를 한 다음 염화수소 농도를 측정한다.

제 5 항  불 화  수  소

1. 적용범위

이 시험방법은 굴뚝배출가스중 불화수소를 연속적으로 자동측정하는 방법에 관하여 규정한다.

2. 용   어

이 시험방법에서 사용하는 용어는 제3장 제2절 제12항(불소화합물) 및 제3장 제3절 제2항(아황산가스)에 따른다.

3. 측정방법의 종류

이온전극법이 있다.

4. 성능 및 성능시험 방법

⑴ 성   능

□ 측정범위

0∼10, 0∼20, 0∼50, 0∼100ppm으로 한다.

□ 검출한계

0.1ppm 이하로 한다.

□ 기   타

이외의 성능에 대하여는 부록 2(굴뚝배출가스중 무기 가스상 오염물질 연속자동측정기 성능 및 그 시험방법)에 따른다.

⑵ 성능시험방법

제3장 제3절 제2항(아황산가스)의 4. ⑵ 및 부록 2에 따른다. 단, 스팬가스와 제로가스 대신 스팬액과 제로액을 사용하여 시험한다.

5. 장치의 구성

연속자동측정기는 시료채취부, 분석계 및 데이터처리부로 구성되어 있다.

5.1 시료채취부

시료채취부는 제3장 제1절 제1항(가스상물질)의 연속분석계를 쓰는 경우와 같다.

5.2 분석계

5.2.1 이온전극법

⑴ 원   리

시료가스중 불화수소는 배관을 통하여 가스흡수관에 도입된 후 그안에 들어있던 흡수액와 접촉하여 불소이온으로 변한다. 이어서 이 시료용액은 측정부로 옮겨지고 이용액과 기준부에 새로 도입된 흡수액 중의 불소이온 농도차를 불소이온 전극으로 측정한다. 두 값의 차가 시료가스중의 불화수소 농도에 비례한다.

⑵ 분석계 구성

분석계는 검출부, 자동폐액제거부, 온도조절부 등으로 이루어져 있다.

□ 검출부 : 기준부검출전극, 참조전극 및 측정부검출전극으로 이루어져 있으며 기준부전위와 측정부전위의 전위차로부터 불화수소농도를 측정한다.

□ 자동폐액제거부 : 1시간에 한 번씩 불화수소를 흡수한 흡수액을 자동적으로 제거하는 역할을 한다.

□ 온도조절부 : 분석계 내의 온도를 20℃]로 유지해 준다.

5.3 데이터 처리부

제3장 제3절 제2항(아황산가스) 5.3에 따른다.

6. 측정조작

연속자동측정기 사용설명서에 따라 측정기를 설치하고 측정준비를 한 다음 불화수소 농도를 측정한다.

제 6 항  암  모  니  아

1. 적용범위

이 시험방법은 굴뚝배출가스중 암모니아수를 연속적으로 자동측정하는 방법에 관하여 한다.

2. 용   어

이 시험방법에서 사용하는 용어는 제3장 제2절 제3항(암모니아) 및 제3장 제3절 제2항(아황산가스)에 따른다.

3. 측정방법의 종류

용액전도율법과 적외선가스분석법이 있다.

4. 성능 및 성능시험 방법

⑴ 성   능

□ 측정범위

0∼100, 0∼200, 0∼500, 0∼1000ppm으로 한다.

□ 검출한계

5ppm 이하로 한다.

□ 기   타

이외의 성능에 대하여는 부록 2(굴뚝배출가스중 무기 가스상 오염물질 연속자동측정기 성능 및 그 시험방법)에 따른다.

⑵ 성능시험방법

제3장 제3절 제2항(아황산가스)의 4. ⑵ 및 부록 2에 따른다. 단, 스팬가스와 제로가스 대신 스팬액과 제로액을 사용하여 시험한다.

5. 장치의 구성

연속자동측정기는 시료채취부, 분석계 및 데이터처리부로 구성되어 있다.

5.1 시료채취부

시료채취부는 제3장 제1절 제1항(가스상물질)의 연속분석계를 쓰는 경우와 같다.

5.2 분석계

5.2.1 용액전도율법

⑴ 원   리

시료가스와 흡수액을 일정한 비율로 접촉시켜서 시료가스가 포함된 암모니아가스를 흡수액에 흡수시킨 다음, 흡수전후의 전도율 변화를 측정한다. 이 전도율의 차는 시료가스중 암모니아 농도에 비례한다.

⑵ 분석계 구성

그림 1과 같이 유량조절장치, 흡수부, 기준전극, 측정장치, 송액펌프 등으로 이루어져 있다.

유량조절장치는 일정한 양의 시료가스를 흡수부에 도입하기 위한 장치로서 재질은 암모니아 가스가 흡착되지 않는 것이어야 한다. 시료가스가 흡수액에 흡수되는 속도 및 용액전도율은 온도에 따라 변화하므로 시료가스 흡수부 및 전도율을 측정하는 전극부분은 항온조내에 들어있어야 한다.

그림 1  용액전도율 분석계

5.2.2 적외선 흡수분석법

제2장 제5항의 비분산적외선 분석법에 따른다.

5.3 데이터 처리부

제3장 제3절 제2항(아황산가스) 5.3에 따른다.

6. 측정조작

연속자동측정기 사용설명서에 따라 측정기를 설치하고 측정준비를 한 다음 암모니아농도를 측정한다.

부록1.  굴뚝배출가스중 먼지 연속자동측정기

성능 및 그 시험방법

1. 성능규격

항 목	성 능	비 고
검출한계 교정오차* 상대정확도* 제로드리프트(2시간)* 제로드리프트(24시간)* 교정드리프트(2시간)* 교정드리프트(24시간)* 응답시간 시험가동시간	0.5□/□ 10% 이하 30% 이하 최대눈금치의 1% 이하 최대눈금치의 2% 이하 표준교정판(또는 필름) 보정치와의 차가 2%이하 표준교정판(또는 필름) 보정치와의 차가 5%이하 최대 2분 최소 168시간

* 평균값의 절대값과 95% 신뢰구간의 합으로부터 구한다.

2. 설치규격

연속자동측정기는 발생원으로부터 배출되는 오염물질을 대표할 수 있는 위치(길목)에설치해야 한다. 측정공이 굴곡부와 가까운 곳에 있다면 굴곡부가 진입하는 방향과 같은 방향을 향하게 하여야 한다. 측정공위치선정은 공정시험방법 제3장 제2절 제1항 3.1(측정위치)에 준하며, 상대정확도를 구할 수 있도록 같은 높이(또는 수직선상)에 2개소 이상 뚫어야 한다. 연속자동측정기를 연도에 설치한 후 지시치와 먼지농도 사이의 관계식을 하여야 한다.

3. 성능시험방법

⑴ 검출한계(Dectection limit)

연속자동측정기의 영점과 표준교정판 조정을 마친후 입자발생장치를 이용하여 용기(chamber)에 교정용입자를 분사하면서 자동측정기의 지시치 및 용기내의 먼지농도를 측정한다. 용기내의 먼지농도는 원칙적으로 0.3□의 입자에 대한 포집효율이 99%이상인 여과지와 시료채취기를 이용하여 표집한 후 평량하여 구한다. 이렇게 하여 얻어진 자동연속측정기의 지시치와 먼지농도 그리고 3. ⑷에 따라 구한 영점편차의 2배부터 비례식으로 검출한계를 구한다.

⑵ 교정오차

연속자동측정기의 영점을 조절한 후 최대눈금치의 약 1/4, 1/2 및 3/4 정도의 지시치를 나타내도록 어느 한입경의 교정용입자를 각각 발생시켜 용기에 도입하면서 측정치를 기록한다. 별도로 시료채취기를 이용하여 구한 교정용입자의 먼지농도와 측정치사이의 관계식을 구한다. 그 후 관계식을 구한 측정범위내에서 교정용 입자를 분사하면서 5개 이상의 서로 다른 먼지농도를 시료채취법과 연속자동측정법으로 측정하고 다음식에 따라 교정오차를 구한다.

[eqn: RM 교정오차`(%)~=~ { LEFT | bar d RIGHT |`+` { C.I.}_{ 95} } over {"교정용 입자의 평균농도"( BAR X ) } TIMES 100~…………~⑴]

여기서

X	: 시료채취법으로 구한 교정용 입자의 평균농도

d	: 측정오차(연속자동측정기로 구한 먼지농도 - 시료채취법으로 구한 먼지농도)의 평균

C.I.95 : 95%의 신뢰구간

[eqn: RM { C.I.}_{95 }`=` { { t}_{.975 } } over {n SQRT {(n-1) } }~ SQRT { n( SUM { di}^{2 })`-` ( SUM { di})^{2 }} ~…………………~⑵]

또한, 여기서

di	: 각 측정치의 오차(연속자동측정법 - 시료채취법)

n	: 측정회수

t.975 : 측정값이 참값의 95% 이내에 존재할 확률에 대한 t값으로 다음과 같다.

표 1  t.975 값

n	t.975	n	t.975
4 5 6 7	3.182 2.766 2.571 2.447	8 9 10 11	2.365 2.306 2.262 2.228

⑶ 상대정확도(Relative accuracy)

굴뚝에서 공정시험방법 제3장 제2절 제1항(이하 주시험법이라 한다.)에 따라 먼지채취기의 흡인노즐이 연속자동측정기의 시료채취부(또는 광로)와 인접한 위치에 오도록 설치한다. 연속자동측정기로 분진의 농도를 측정하면서 동시에 주시험법에 따라 먼지시료를 채취한다. 이때 연속자동측정기에 의한 측정결과는 주시험법으로 시료를 채취한 시간과 동일한 시간의 평균치로 산출하며, 같은 방법으로 5개 이상의 측정치를 얻는다. 각회의 측정값을 얻기 위하여 소요되는 시간은 1시간 이내로 한다. 상대정확도는 음식에 따라 구한다.

[eqn: rm상대정확도(%)`=` { LEFT | bar d` RIGHT | + { C.I.}_{95 } } over {"주 시험법으로 구한 평균 분진농도" } TIMES 100`……`⑶]

여기서

d : 측정오차(자동측정법 - 주시험법)의 평균

C.I. : ⑵식에 준함

⑷ 영점편차(Zero drift)

먼지를 포함하고 있지 않는 공기로 연속자동측정기를 채우고 정상조건하에서 가동하면서, 영점 조절후 매 2시간(또는 24시간)마다 재측정한다. 같은 방법으로 5개 이상의 측정치를 얻으며, 영점편차는 다음 식에 따라 구한다.

[eqn: rm영점편차(%)`=` { LEFT | bar d` RIGHT | + { C.I.}_{95 } } over {"최대 눈금치" } TIMES 100~………………………………~⑷]

여기서

d : 각 영점편차의 평균치

C.I.95 : ⑵식에 준함

⑸ 교정편자(Calibration drift)

먼지를 포함하고 있지 않는 공기로 연속자동측정기를 채우고 정상조건하에서 가동하면서, 표준교정판(또는 필름)을 끼운후 자동연속측정기의 지시치를 보정치에 맞춘다. 2시간(또는 24시간)후 재측정하면서 같은 방법으로 5개 이상의 측정치를 얻고 교정편차는 다음 식에 따라 구한다.

[eqn: rm교정편차(%)`=` { LEFT | bar d` RIGHT | + { C.I.}_{95 } } over {"표준교정판의 보정치" } TIMES 100~……………………~⑸]

여기서

d : 각 영점편차의 평균치

C.I.95 : ⑵식에 준함

⑹ 응답시간(Response time)

정상가동조건하에서 영점 조절후 연속자동측정기에 표준교정판(또는 필름)을 끼운다. 연속자동측정기를 다시 작동시킨 뒤 끼워진 표준교정판(또는 필름) 보정치의 95% 값을 출력하는데 소요되는 시간을 기록한다. 같은 방법으로 3회의 측정값을 얻고 그 평균을 구한다.

⑺ 시험가동시간(Operational period)

연속자동측정기를 정상조건하에서 168시간(7일간) 연속적으로 운전한다. 이 시험기간중 부득이 하게 연속자동측정기를 조정 또는 수리해야 한다든지 부품교환을 해야 한다면 성능시험을 다시 168시간 수행한다.

부록2.  굴뚝배출가스중 무기 가스상 오염물질 연속자동

측정기 성능 및 그 시험방법

1. 성능규격

⑴ 아황산가스, 질소산화물, 염화수소, 불화수소, 암모니아

항 목	성 능	비 고
교정오차* 상대정확도* 제로드리프트(2시간)* 제로드리프트(24시간)* 스팬드리프트(2시간)* 스팬드리프트(24시간)* 응답시간 시험가동시간	5% 이하 20% 이하 최대눈금치의 1% 이하 최대눈금치의 2% 이하 최대눈금치의 2 이하 최대눈금치의 2.5이하 최대 10 최소 168시간

* 평균값의 절대값과 95% 신뢰구간의 합으로부터 구한다.

⑵ 산 소 : 제3장 제2절 제25항의 산소 연속자동측정기에 대한 성능은 다음과 같이 규정한다.

항 목	성 능	비 고
교정오차* 영점편차(2시간)* 교정편차(2시간)* 응답시간 시험가동시간	5% 이하 0.4% 이하 0.4% 이하 10분 이하 최소 168시간

* 평균값의 절대값과 95% 신뢰구간의 합으로부터 구한다.

2. 설치규격

연속자동측정기는 발생원으로부터 배출되는 오염물질을 대표할 수 있는 지점(시료추출형) 또는 길목(굴뚝부착형)에 설치해야 한다. 측정공위치선정은 공정시험방법 제3장 제2절 제1항 3.1(측정위치)에 준하며, 상대정확도를 구할 수 있도록 같은 높이(또는 수직선상)에 2개 이상 측정공을 뚫어야 한다.

3. 성능규격 시험방법

⑴ 교정오차

연속자동측정기에 제로가스와 스팬가스를 주입하여 영점조절과 스팬조절을 한다. 50% 교정가스를 주입하여 보정치와의 오차를 구한다. 같은 방법으로 5개 이상의 측정치를 구하고 다음식에 따라 교정오차를 계산한다.

[eqn: RM 교정오차`(%)~=~ { LEFT | bar d RIGHT |`+` { C.I.}_{ 95} } over {"교정가스의 농도 보정치"( BAR X ) } TIMES 100~…………~⑴]

여기서

d	: 측정오차(자동연속측정기로 구한 먼지농도 - 보정치)의 평균

C.I.95 : 95%의 신뢰구간

[eqn: RM { C.I.}_{95 }`=` { { t}_{.975 } } over {n SQRT {(n-1) } }~ SQRT { n( SUM { di}^{2 })`-` ( SUM { di})^{2 }} ~…………………~⑵]

또한, 여기서

di	: 각 측정치의 오차(자동연속측정법 - 보정치)

n	: 측정회수

t.975 : 측정값이 참값의 95% 이내에 존재할 확률에 대한 t값(표 1 참조)

⑵ 상대정확도

굴뚝에서 공정시험방법 제3장 제2절 제1항에 따라 시료채취부의 흡인노즐이 연속자동측정기의 시료채취부(또는 광로)와 인접한 위치에 오도록 설치한다. 연속자동측정기로 가스상 오염물질의 농도를 측정하면서 동시에 공정시험방법 제3장 제1절 제1항 흡수병 또는 포집병을 쓰는 경우(이하 포집병법)에 따라 시료를 포집한후 주시험방법으로 가스상 오염물질의 농도를 구한다. 이때, 연속자동측정기에 의한 측정결과는 포집병법으로 시료를 채취한 시간과 동일한 시간의 평균치로 산출한다. 같은 방법으로 9회의 측정치를 구하고 다음식에 따라 상대정확도를 계산한다.

[eqn: rm상대정확도(%)`=` { LEFT | bar d` RIGHT | + { C.I.}_{95 } } over {"주 시험법으로 구한 측정치의 평균" } TIMES 100`……`⑶]

여기서

d : 측정오차(연속자동측정법 - 주시험법)의 평균

C.I. : ⑵식에 따른다.

⑶ 영점편차

제로가스를 흘려주면서 영점 조절을 한후 매 2시간(또는 24시간)마다 측정치를 구한다. 같은 방법으로 7개의 측정치를 얻는다. 각각의 측정치에 대한 편차를 구하고 다음 식에 따라 영점편차를 구한다.

[eqn: rm영점편차(%)`=` { LEFT | bar d` RIGHT | + { C.I.}_{95 } } over {"최대 눈금치" } TIMES 100~………………………………~⑷]

여기서

d : 각 영점편차의 평균치

C.I.95 : ⑵식에 따른다.

⑷ 교정편자

스팬가스를 흘려주면서 지시치를 보정치에 맞춘후  매2시간(또는 24시간) 마다의 측정치를 구한다. 같은 방법으로 7개의 측정치를 얻는다. 각각의 측정치에 대한 편자를 구하고 다음식에 따라 교정편차를 계산한다.

[eqn: rm교정편차(%)`=` { LEFT | bar d` RIGHT | + { C.I.}_{95 } } over {"최대 눈금치" } TIMES 100~………………………………~⑸]

여기서

d : 2시간(또는 24시간)후 측정치의 편차평균

C.I.95 : ⑵식에 따른다.

⑸ 응답시간

제로가스를 주입하여 영점조절을 한후 스팬가스를 주입한다. 스팬가스 보정치의 95%값을 출력하는데 소요되는 시간을 기록한다. 같은 방법으로 3회의 측정값을 얻고 그 평균을 구한다.

⑹ 시험가동시간

연속자동측정기를 정상조건하에서 168시간(7일간) 연속적으로 운영한다. 이 시험기간중 부득이 하게 측정기를 조정 또는 수리해야 한다든지 부품교환을 할 경우 성능시험을 다시 168시간 수행한다.

부록 3.  굴뚝 자동감시체제 구성

1. 용   어

11 굴뚝 감시체제

○ 사업장에 설치된 굴뚝 자동측정기(아황산가스, 먼지, 질소화합물, 일산화탄소, 염화수소, 불화수소 등)와 제어실의 컴퓨터를 온라인(On-line)으로 연결하여 배출되는 오염물질의 농도를 신속히 파악하므로써 대기오염으로 인한 피해를 사전에 방지할 수 있는 시스템임.

1.2 자료 수집장치(Data Logger)

○ 측정기에서 측정된 자료를 수집, 분석 및 저정하여 실시간으로 주 컴퓨터(Host Computer)에 보내고 필요시 주 컴퓨터의 원격제어에 의하여 각종 측정기의 동작상태 및 교정 등이 가능하며 측정자료를 수집할 수 있는 기기

1.3 중간자료 수집기

○ 2개 이상의 복수 굴뚝인 경우, 주 컴퓨터와 자료수집장치간의 자료 송·수신을 1회선으로 하기 위하여 사업장내에 자료수집장치의 상위에 연결 설치하는 기기

1.4 원격제어(Remote Control)

○ 환경 전산제어실 컴퓨터에서 지시신호를 자료수집장치 및 측정기로 송신하여 원거리에서 제어하는 일

1.5 교정(Calibration)

○ 오염도 측정시 최대값(Span value)과 □0□값(Zero value)를 정확하게 맞추어 측정자료의 신뢰도를 높이는 작업

- Zero 교정 : Zero Gas를 주입하여 Zero값을 맞춘다.

- Span 교정 : 최고 표준농도 Gas를 주입하여 최고 표준농도 값을 맞춘다.

1.6 자료일괄 전송(Dump)

○ 자료 송·수신중에 회선이상 또는 주 컴퓨터의 비정상 작동등으로 자료의 송·수신이 불가능할 경우 수신되지 않은 자료를 시스템의 정상적으로 가동시에 주컴퓨터에서 자료를 복구하는 작업

1.7 Time-set

○ 컴퓨터와 자료수집장치의 시간을 동일하게 맞추는 작업

1.8 Reset

○ 측정기가 실행하고 있는 제반동작을 해제하고 시료채취 상태로 전환시키는 작업

1.9 전 처리기

○ 주 컴퓨터와 모든 사업장을 연결해 주며 자료수집 순서 제어와 주 컴퓨터의 명령어를 각 해당 사업장의 자료수집장치로 전달해 주는 기기

2. 굴뚝 감시체제 구성도

2.1 기본구성도

환경 전산 제어실

□

MODEM

□ 1200 - 4800 BPS

MODEM

□ 1200 - 4800 BPS

자체자료

출력장치

Data Logger
Data	Status	Range	Cal

측   정  기

2.2 단일 굴뚝의 구성도

MODEM

□ 1200 - 4800 BPS

자체자료

출력장치

Data Logger

측정기		측정기	…………			측정기

2.3 복수 굴뚝의 구성도

MODEM

□ 1200 - 4800 BPS

자체자료

출력장치

중간자료 수집기

Data Logger		………………………			Data Logger

측정기		측정기	…………			측정기

……………………

※ 구성시 주의사항

□ 모뎀과 자료수집장치사이에 무정전 전원 공급장치를 설치하여 정전에 대비하여야 함.

□ 자료수집장치와 중간 자료수집기의 Master P-ROM을 지방 환경 전산제어실에 제출해야 하며 사용자에 의하여 임의로 그 기능변경을 할 수 없음

□ 중간 자료수집기는 자료수집장치의 상위 기능을 수용하여야 하며 이외의 장비를 경우하여 지방환경전산제어실에 연결구성을 할 수 없음

□ 자체 출력장치를 설치할 경우, 자체 자료 출력장치로의 전송은 단방향 통신방향을 사용하여야 함.

3. 자료수집장치의 필수사항

3.1 기   능

○ 자료수집장치는 자료의 신뢰도와 측정정도를 좌우하므로 원격진단, 측정기 및 자료수집장치의 상태출력 기능 등이 있어야 한다.

○ 1시간 평균 자료를 측정기 상태와 함께 약 1주일분을 보관할 수 있는 자료보관 기능이 있어야 한다.

3.2 송·수신 프로토콜(Protocol)

3.2.1 통신방법(지역환경전산제어실 □ 자료수집장치)

구 분	내 용
통 신 방 식	RS-232C Asynchronous
전 송 속 도	1200-4800 BPS
자 료 전 송 방 식	반이중(Half Duplex), Block 전송
접 속 방 식	4Wire Point to Point Modem Connection
기 동 방 식	Contention
부 호 코 드	ASCII 8Bit No Parity

3.2.2 RS-232C Pin 연결 구성

지역환경

전산제어실

자료

수집장치

MODEM	MODEM

3 2 7 8	←□□□→ ←□□□→ ←□□□→ ←□□□→		←□□□□□□□□□□□□→ ←□□□□□□□□□□□□→ ←□□□□□□□□□□□□→ ←□□□□□□□□□□□□→		←□□□→ ←□□□→ ←□□□→ ←□□□→	3 2 7 8
		2 3 7 8		2 3 7 8

(주) 신호접속(Signal Connection)은 위의 2, 3, 7, 8번 Pin이오의 다른 Pin은 사용하지 못함

3.3 자료 송·수신 양식(Format)

3.3.1 배출업소 자료 출력

① 자료출력

s t x 1	배 출 업 소 정 보(32)																														측 정 자 료(0)
	report -id RPT (4)				배출 업소 코드 Ⅲ (3)			굴 뚝 no NNN (2)		D C D 1	측정기 상태 ANAL-STAT (12)										날 짜 YYMMDD-hhmm (10)										측정 항목 CCC (3)			측정치 XXX.XX (6)					단위 FUU (3)

측정자료(1)	측정자료(2)	측정자료(3)	측정자료(4)	측정자료(5)
길이 : 12Byte

측정자료(6)	측정자료(7)	측정자료(8)	측정자료(9)	측정자료(10)	e t x 1	c h k 1	c r 1

단, 측정자료의 배열은 자료수집장치에 연결된 측정기 수까지만 출력한다.

② 전송완료(EOT)

기본적으로 자료출력은 3분 이내에 전송이 완료되어야 하며 그렇지 않은 경우에는 Time-out으로 처리한다.

3.3.1.1 report-id(RPT)의 종류

- □RPT1□	: 5분 평균값 출력(5분마다 자동출력)

- □RPT2□	: 1시간 평균값 출력(1시간마다 자동출력)

- □DUMP□	: Battery Backup-Memory에 저장된 1시간 평균값 출력

- □CALB□	: 최종 교정시 Zero 가스의 표준농도값, Zero교정값, Span가스의 표준농도값, Span교정값 출력

- □RANV□	: 현 RANGE의 최대값고 최소값 출력

(주) □RPT1□과  □RPT2□는 측정기 정상 가동시에 자료수집장치에서 주컴퓨터로 지정된 시간간격으로 출력해야함

3.3.1.2 배출업소 코드(Ⅲ) : 001~999

3.3.1.3 굴뚝 번호(NNN) : 01~99

3.3.1.4 통신 상태(DCD) : 지역 환경전산제어실과 자료수집장치 사이의 희선상태

□0□ : 희선 정상

□1□ : 희선 이상

3.3.1.5 측정기 상태(ANAL-STAT)

ANAL-STAT(0~10) : 각 연도별 지정 측정기 상태

ANAL-STAT(11)   : 자료수집장치의 상태

- 측정기 상태 종류 -

* ANAL-STAT(0) - ANAL-STAT(10)

□0□ : 정상

ANAL-STAT(0□1□ : 교정증(Calibration)

□2□ : 동작불량(Sampling 불량)

□4□ : 전원단

□8□ : 보수증

□X□ : 측정기 없음

* ANAL-STAT(11)

"0" : 정상(바드시 scanning의 hit rate가 75% 이상이어야 함)

※ □0□을 제외한 모든 경우 자료무효 처리

3.3.1.6 날짜(YYMMDD-hhmm)

예) 1990년 12월 14일 오후 1시 25분을 표시하면

YYMMDD-hhmm □ 9012141325

00 : 00  시간평균자료 : 00시 00분 - 00시 59분 사이의 5분 자료 평균

00 : 00   분평균자료 : 00시 00분 - 00시 04분 59초 사이에 채취한 시료의 순간 자료평균

3.3.1.7 측정항목(CCC)

- 아황산가스	: "SO2"

- 먼    지	: "TSP"

- 질소산화물	: "NOX"

- 염화수소	: "HCL"

- 불화수소	: "HFb"

- 암모니아	: "NH3"

- 염소가스	: "CL2"

- 일산화탄소	: "COb"

- 산   소	: "O2B"

- 유   량	: "VEL"

3.3.1.8 측정치(XXX.XX)

XXX.XX : 측정값(소숫점은 측정항목에 따라 변동 가능함)

3.3.1.9 단위(FUU)

- 아황산가스	: "ppm"

- 먼    지	: "UGm"

- 질소산화물	: "ppm"

- 염화수소	: "ppm"

- 불화수소	: "ppm"

- 암모니아	: "ppm"

- 염소가스	: "ppm"

- 일산화탄소	: "ppm"

- 산   소	: "(%)"

- 유   량	: "M3H"

단, FUU의 □F□는 해당항목의 ANAL-STAT이 □0□이면 해당단위의 문자로 □0□이 아니면 □*□으로 출력한다.

3.3.2 지방환경청 주컴퓨터의 원격 제어 명령

3.3.2.1 원격 제어 명령(길이 : 28 yte)

s t x 1	C T R L + T 1	배 출 업 소 코 드 Ⅲ (3)			굴뚝 no NNN (2)		D C D 1	측 정 항 목 (3)			명령어 Command (4)				날 짜 YYDDMM-hhmm (10)										e t x 1	e h k 1	c r 1

① 측정항목은 "SO2", "TSP", "NOX", "HCL", "HFb", "NH3", "CL2", "COb", "02b", "VEL"로 구분되며, 측정되는 측정항목 전부를 선택할 때는 □ALL□로 표시한다.

② 이 명령 실행시에는 해당 배출업소 굴뚝 측정기는 시료채취를 중단하고 현재 시간의 측정기 상태를 주 컴퓨터에 전달한 후에 주 컴퓨터의 다음 명령을 기다리며, 배출업소 자료수집장치의 명령은 무시되어야 한다. 이때 자료수집장치는 원격제어의 정보를 나타내며 자료수집장치 화면에 □Romoto control□을 표시(Blinking)한다.

③ 배출업소에서 측정기를 조정 및 보수중에 있거나 정전인 경우 또는 배출업소측과 주컴퓨터측의 통신회선 상태가 이상인 경우에는 이 명령은 자동적으로 무시된다.

④ 명령어 : 명령어는 아래와 같이 구별함

1) CALB : 측정기 조정실행(Zero 교정, Span 교정, Purge순)

이 명령에 대한 응답은 측정기의 특성을 고려하여 가스주입 안정시간이 경과된 후의 교정값을 출력한다. 출력 형태는 배출업소 자료출력 양식의 측정자료(0)~(3)에 Zero 가스의 표준농도, Zero교정값, Span 가스의 표준농도, Span 교정값 순으로 출력한다.

2) REST : 현재의 측정기 동작을 중단하고 시료채취를 다시 시작한다.

3) SETM : 환경전산제어실에서 자료수집장치의 시간과 주컴퓨터의 시간을 일치시키는 작업

4) TRNG : 측정기의 측정범위값(최대값, 최소값)을 주 컴퓨터로 전송한다. 출력형태는 배출업소 자료 출력양식의 측정자료 (0)~(1)에 최저 범위값, 최대 범위값 순으로 출력한다.

5) 자료일괄 송신 명령

- DMP0 : 금일 00:00부터 현재시간까지의 1시간 평균값 DUMP

- DMP1 : 1일전 00:00부터 현재시간까지의 1시간 평균값 DUMP

- DMP2 : 2일전 00:00부터 현재시간까지의 1시간 평균값 DUMP

- DMP3 : 3일전 00:00부터 현재시간까지의 1시간 평균값 DUMP

- DMP4 : 4일전 00:00부터 현재시간까지의 1시간 평균값 DUMP

- DMP5 : 5일전 00:00부터 현재시간까지의 1시간 평균값 DUMP

- DMP6 : 6일전 00:00부터 현재시간까지의 1시간 평균값 DUMP

- DMP7 : 7일전 00:00부터 현재시간까지의 1시간 평균값 DUMP

- DMPL : 최종 Calibration 한 시점의 ZERO 값과 SPAN 값을 DUMP

(주)  1)과 2), 3)의 명령 실행시에만 해당 측정기 지정을 한다. 5)의 명령어 실행중 배출업소의 모든 측정기 자료일괄 송신시에는 굴뚝순으로 송신

3.3.2.2 전송완료(EOP)

이 신호를 감지하여 주컴퓨터에 정상이라는 신호를 출력하고 측정기는 다시 오염도를 측정하는 원래의 기능을 시작하게 된다.

3.3.3 부호설명과 수행절차의 예

3.3.3.1 부호설명

부 호	Hexa Code	내 용
stx	02	문장의 시작
etx	03	문장의 끝
ENQ	05	전송의 시작 통보
ACK	06	수신양호, 다음 진행 요구
NAK	15	수신불량, 재송신 요망
X-ON	11	재송신 개시(CTRL+Q)
X-OFF	13	송신 일시 중단(CTRL+S)
EOT	04	전송 완료
CAN	18	작업 취소
chk		자료 검증(byte)

3.3.3.2 수행 절차의 예

가. 기본수행절차

주컴퓨터	배출업소

←□□□□□□ ENQ □□□□□□

□□□□□□□ ACK □□□□□→

←□□ stx(DATA) etx chk □□□

□□□□□□□ ACK □□□□□→

←□□□□□□ EOT □□□□□□

□□□□□□□ EOT □□□□□→

① 배출업소의 자료 전송

□□□□□□□ ENQ □□□□□→

←□□□□□□ ACK □□□□□□

□ stx (COMMAND) etx chk □→

←□□□□□□ ACK □□□□□→

□□□□□□□ EOT □□□□□→

←□□□□□□ EOT □□□□□□

② 주컴퓨터의

원격제어명령

나. 수행 절차의 예

ⓛ 정상적인 경우

주컴퓨터	배출업소

←□□□□□□ ENQ □□□□□□

□□□□□□□ ACK □□□□□→

←□ stx DATA-BLOCK etx chk □□

□□□□□□□ ACK □□□□□→

←□□□□□□ EOT □□□□□□

□□□□□□□ EOT □□□□□→

송신개시요구

주컴퓨터O.K(Receiving ready)

자료 Block을 송신

주 컴퓨터 수신 양호

전송완료

주컴퓨터 O.K

② 송신오류가 발생한 경우

←□□□□□□ ENQ □□□□□□

□□□□□□□ ACK □□□□□→

←□ stx DATA-BLOCK etx chk □□

□ DATA PARITY ERROR

□□□□□□□ NAK □□□□□→

← stx DATA-BLOCK #2 etx chk □

□□□□□□□ ACK □□□□□→

←□□□□□□ EOT □□□□□□

□□□□□□□ EOT □□□□□→

송신개시요구

주컴퓨터O.K(Receiving ready)

자료 Block을 송신

검증오류발생

자료 Block을 재송신 요구

자료 Block을 재송신

주 컴퓨터 수신 양호

전송완료

주컴퓨터 O.K

③ 주컴퓨터의 Buffer가 포화상태인 경우

←□□□□□□ ENQ □□□□□□

□□□□□□□ ACK □□□□□→

←□ stx DATA-BLOCK etx chk □□

□ BUFFER FULL(80%이상)

□□□□□□ X-OFF □□□□□→

□ WAIT(Maximum 30초 이내)

□ BUFFER NOT FULL( 60% 미만)

□□□□□□ X-ON  □□□□□→

←□ stx DATA-BLOCK etx chk □□

□□□□□□ X-ON  □□□□□→

←□□□□□□ EOT □□□□□□

□□□□□□□ EOT □□□□□→

송신개시요구

주컴퓨터O.K(Receiving ready)

자료 Block을 송신

Buffer overflow

송신보류하시오

30초 이내에 Buffer의

여유가 40% 이상이면

송신재개하시오

자료 Block을 송신

주 컴퓨터 수신 양호

전송완료

주컴퓨터 O.K

1) 검증오류(Data Parity Error) 발생시 5회까지 재송신 가능하다.

2) 송신측에서 전송개시신호를 보내면 수신측은 자료를 수신할 준비후에 ACK신호를 송신측으로 보냄

3) 송신측에서 마지막 자료 전송후에 수신측의 ACK신호를 접수한 후에 EOT로 전송을 마친다.

4) 각 단계(Step)별 시간은 30초 이내로 한다.

5) 전송시작에서 EOP까지 시간은 3분 이내로 한다.

6) Buffer overflow(해당 Chnnel Buffer가 80%이상 쓰여진 때)는 X-OFF를 전송하고 시간이 경과되어 Buffer가 60% 정도에 도달한 때에 X-ON을 전송하여 잔여 자료를 수집함.

7) 주 컴퓨터가 처리하는 과정에서 처리속도 저하로 인한 과적상태에 있을 때도 위와 같이 처리함

8) HALT(주컴퓨터가 자료를 전혀 받을 수 없는 상태의 H/W적인 장애 또는 배출업소 장애), 응답불능(DCD Drop에 의한 통신불능 상태)시에도 각 단계별로 30초간 기다리고 그 이상 지체되면 Time-out으로 처리한다.

9) Time-out으로 전송이 무시된 후 배출업소에서 발생되는 5분자료는 2시간분까지 배출업소에서 일시적 보관한 후에 주컴퓨터에 전송하여야 하며 양측 통신장애 중 DCD DROP시에도 일시 통신 보류후, 회선 회복후에 통신 재개전 최대 2시간 분량의 5분평균 자료 보관 가능해야 함.

10) 2시간 경과시는 주컴퓨터에서 1시간 평균자료 일괄송신으로 손실된 자료를 수집 처리한다.

3.3.4 자료검증 Byte의 계산 방법

송신자료 Record의 각 byte의 합으로 결정하며 최하위 1byte(16진수)만 채택한다.

Checksum = MOD(byte(1) + byte(2) + …… + byte(n), 256)

제 4 장  환경기준 시험방법

제 1 절  시 료 채 취 방 법

1. 적용범위

이 시험방법은 환경정책기본법에서 규정하는 환경기준 설정항목 및 기타 대기중의 오염물질에 관한 시험 및 분석에 대하여 규정한다.

2. 시료채취를 위한 일반사항

2.1 채취지점수(측정점수)의 결정

환경기준 시험을 위한 시료채취장소 및 지점수는 측정하려고 하는 대상 지역의 발생원 분포, 기상조건 및 지리적, 사회적 조건을 고려하여 다음과 같이 결정한다.

⑴ 인구비례에 의한 방법

측정하려고 하는 대상지역의 인구 분포 및 인구밀도를 고려하여 인구밀도가 5,000명/□이상일 때는 그림 1을 적용하고 그 이하일 때는 그 지역의 가주지면적(可住地面積, 그 지역 총면적에서 전답, 임야, 호수, 하천 등의 면적을 뺀 면적)으로부터 다음 식에 의하여 측정점의 수를 결정한다.

[eqn: 측정점수`=` { "그 지역 거주지면적"} over {25□ } TIMES {"그 지역 인구 밀도" } over {"전국 평균 인구밀도" }]

⑵ TM 좌표에 의한 방법(Grid System)

전국 지도의 TM 좌표에 따라 해당지역의 1:25,000이상의 지도위에 2~3□간격으로 바둑판 모양의 구획을 만들고(格子網) 그 구획마다에 측정점을 선정한다.(그림 2)

⑶ 중심점에 의한 동심원을 이용하는 방법

측정하려고 하는 대상지역을 대표할 수 있다고 생각되는 한 지점을 선정하고 지도위에 그 지점을 중심점으로 0.3~2□의 간격으로 동심원을 그린다.

또 중심점에서 각 방향(8방향이상)으로 직선을 그어 각각 동심원과 만나는 점을 측정점으로 한다(그림 2)

이때 전체의 측정점수는 인접측정점과의 거리를 고려하여 적당히 조절 할 수도 있다.

그림 1  인구비례에 의한 측정점수

⑷ 대상지역의 오염정도에 따라 공식을 이용하는 방법

측정하고자 하는 대상지역의 오염정도에 따라서 다음 공식을 이용하여 결정한다.

[eqn: &N~=~Nx`+`Ny`+`Nz## &Nx`=`(0.0965).` ({Cn`-`Cs } over {Cs }).(x)## &Nx`=`(0.0096).` ({Cs`-`Cb } over {Cs }).(y)## &Nz`=`(0.0004).(z)]

N	:채취지 점수

Cn	: 최대농도(ppm)

Cs	: 화경기준(행정기준) (ppm)

Cb	: 최저농도(자연상태) (ppm)

x	: 환경기준보다 농도가 높은 지역(□)

y	: 환경기준보다 농도가 낮으나 자연농도보다 높은 지역(□)

z	: 자연상태의 농도와 같은 지역(□)

그림 2  전국지형 코드번호(TM 좌표)

그림 3  동심원상 측정점 선정

⑸ 기타 방법

과거의 경험이나 전례에 의한 선정 또는 이전부터 측정을 계속하고 있는 측정점에 대하여는 이미 선정되어 있는 지점을 측정점으로 할 수 있다.

2.2 시료채취 위치 선정

시료채취 위치는 그 지역의 주위환경 및 기상조건을 고려하여 다음과 같이 선정한다.

⑴ 시료채취 위치는 원칙적으로 주위에 건물이나 수목 등의 장애물이 없고 그 지역의 오염도를 대표할 수 있다고 생각되는 곳을 선정한다.

⑵ 주위에 건물이나 수목 등의 장애물이 있을 경우에는 채취위치로부터 장애물까지의 거리가 그 장애물 높이의 2배이상 또는 채취점과 장애물 상단을 연결하는직선이 수평선과 이루는 각도가 30°이하되는 곳을 선정한다.

⑶ 주위에 건물 등이 밀집되거나 접근되어 있을 경우에는 건물 바깥벽으로부터 적어도 1.5m이상 떨어진 곳에 채취점을 선정한다.

⑷ 시료채취 높이는 그 부근의 평균오염도를 나타낼 수 있는 곳으로서 가능한한 1.5 ~ 10m 범위로 한다.

표 1  부유먼지 측정기의 도로로부터의 거리와 시료채취높이

2.3 시료채취에 대한 일반적 주위사항

⑴ 시료채취를 할 때는 되도록 측정하려는 가스 또는 입자의 손실이 없도록 한다. 특히 바람이나 눈, 비로부터 보호하기 위하여 측정기기는 실내에 설치하고 채취구는 밖으로 연결할 경우에는 채취관 벽과의 반응, 흡착, 흡수 등에 의한 영향을 최소한도로 줄일 수 있는 재질과 방법을 선택한다.

⑵ 채취관을 장기간 사용하여 관내에 분진이 퇴적하거나 퇴적한 분진이 가스와 반응 또는 흡착하는 것을 막기 위하여 채취관은 항상 깨끗한 상태로 보존한다.

⑶ 미리 측정하려고 하는 성분과 이외의 성분에 대한 물리적, 화학적 성질을 조사하여 방해성분의 영향이 적은 방법을 선택한다.

⑷ 시료채취시간은 원칙적으로 그 오염물질의 영향을 고려하여 결정한다.

예를 들면 악취물질의 채취는 되도록 짧은 시간내에 끝내고 입자상 물질중의 금속성분이나 발암성 물질 등은 되도록 장시간 채취한다.

⑸ 환경기준이 설정되어 있는 물질의 채취시간은 원칙적으로 법에 정해져 있는 시간을 기준으로 한다.

⑹ 시료채취 유량은 각항에서 규정하는 범위내에서는 되도록 많이 채취하는 것을 원칙으로 한다. 또 사용 유량계는 그 성능을 잘 파악하여 사용하고 채취유량은 반드시 온도와 압력을 기록하고 표준상태로 환산한다.

⑺ 입자상 물질을 채취할 경우에는 채취관 벽에 분진이 부착 또는 퇴적하는 것을 피하고 특히 채취관을 수평방향으로 연결할 경우에는 되도록 관의 길이를 짧게 하고 곡률반경은 크게 한다.

또한 입자상 물질을 채취할 때는 가스의 흡착, 유기성분의 증발, 기화 또는 변화하지 않도록 주의한다.

⑻ 자동측정기를 사용할 경우에는 다음 사항에 주의한다.

① 유량계의 눈금조정

② 여과지의 교환

③ 타이머(Timer)의 점검

④ 기록계의 영점조정

⑤ 기록잉크의 보급

⑥ 감도조정

⑦ 스팬조정

⑧ 램프의 청소

⑨ 광원램프의 교환

⑩ 진공관 교환

⑪ 미스트 제거장치(Mist Trap)의 청소

⑫ 기록펜의 청소

⑬ 기록지 교환

⑼ 기타 필요한 사항은 각항에 정하는 방법에 따른다.

3. 가스상 물질의 시료채취

대기중의 가스상 물질의 시료채취방법은 측정하려고 하는 가스성분의 성상과 측정방법을 고려하여 아래 방법들을 이용한다.

3.1 직접 채취법

이 방법은 시료를 측정기에 직접 도입하여 분석하는 방법으로

채취관		분석장치		흡인펌프

로 구성된다.

⑴ 채취관

채취관은 일반적으로 4불화에틸렌수지(Teflon), 경질유리, 스테인레스강제 등으로 된 것을 사용한다.

채취관의 길이는 5m 이내로 되도록 짧은 것이 좋으며 그 끝은 그림 4와같이 빗물이나 곤충 기타 이물질(異物質)이 들어가지 않도록 되어 있는 구조이어야 한다. 또 채취관을 장기간 사용하여 내면이 오염되거나 측정성분에 영향을 줄 염려가 있을 때는 채취관을 교환하든가 잘 씻어 사용한다.

그림 4  시료채취관의 보기(공통배관)

⑵ 분석장치

분석장치는 측정하려는 가스성분에 따라 각항에서 규정하는 것을 사용한다.

⑶ 흡인펌프

흡인펌프는 사용목적에 맞는 용량의 로탈 펌프 또는 다이아프램펌프를 사용하며 전기용 또는 전지(Battery)용이 있다.

3.2 용기포집법(容器捕集法)

이 방법은 시료를 일단 일정한 용기에 포집한 다음 분석에 이용하는 방법으로

채취관		용 기

또는

채취관		유량조절기		흡인펌프		용 기

로 구성된다.

⑴ 채취관 : 3.1. ⑴에 따른다.

⑵ 용  기

용기는 일반적으로 진공병 또는 공기주머니(Bag)를 사용한다.

(2. 1) 진공병을 사용할 경우

① 구   조

진공병은 그림 5와 같이 내부용적이 일번한 경질유리병에 진공마개와 시료인출용 마개가 달리고 수 mmHg정도까지 감압할 수 있는 것을 사용한다.

이때 마개의 재질은 고무, 실리콘고무 또는 합성수지제 고무 등을 사용하며 필요하면 그리이스(Grease)를 얇게 발라 공기가 새지 않도록 한다. 진공병의 용량은 물을 가득 채웠을 때의 물의 용량을 계산하여 구한다.

그림 5  진공병의 보기(a : 3□, B : 10□)

② 포집방법

미리 진공펌프를 사용하여 수mmHg정도까지 감압하였다가 시료채취장소에서 마개를 열고 가스를 포집한다.

진공병에 시료채취관을 연결하여 시료를 채취하는 경우에는 채취관 내의 공기를 미리 충분히 시료롤 치환한 다음 연결한다.

③ 시료의 인출(引出)

포집한 가스의 농도가 높을 때는 진공병에 가스인출용 마개를 달고 공기가 새지 않는 주사기로 시료가스를 채취하여 직접 분석기에 도입한다.

포집한 가스의 농도가 낮거나 포집전량이 필요한 경우에는 용기가스를 이용하거나 진공펌프를 사용하여 포집가스를 인출한다.

(2. 2) 공기주머니(Bag)를 사용할 경우

이 방법은 시료를 공기주머니에 포집하는 방법으로 측정기기를 측정장소까지 갖고 갈 수가 없거나 소수의 측정기로서 다수의 지점에서 동시에 시료를 측정할 경우에 이용한다. 공기주머니에 의한 시료채취는 시료성분이 주머니 안에서 흡착, 투과 또는 서로간의 반응에 의하여 손실 또는 변질되지 않아야 한다.

① 주머니(Bag)의 재질

일반적으로 사용되는 주머니의 재질은 연질 염화비닐, 4불화비닐, 4불화 에틸렌(Teflon) 폴리에틸렌레프탈레이트 등을 사용한다.

비닐주머니는 일산화탄소의 채취이외는 사용해선 안된다.(그림 6)

A	: 시료공기 도입관	D	: 유량조절기

B	: 여과지 홀더	E	: 유량계

C	: 다이아프램펌프	F	: 공기주머니(Bag)

그림 6  공기주머니에 의한 시료채취

② 주머니의 세척

한 번 사용한 주머니나 내부가 다른 가스로 오염되어 있을 경우에는 주머니 외부를 적외선 램프로 가열하면서 건조하고 깨끗한 공기를 통과시켜 세척한다.(그림 7)

A	: 다이아프램펌프	D	: 여과재

B	: 활성탄 흡착관	E	: 공기주머니

C	: 실리카겔관	F	: 적외선램프

그림 7  공기주머니 세척

3.3 용매포집법(溶媒捕集法, 吸收法)

이 방법은 측정대상 가스를 선택적으로 흡수 또는 반응하는 용매에 시료가스를 일정유량으로 통과시켜 포집하는 방법으로

채취관		여과재		포집부

	흡인펌프		유량계(가스미터)

로 구성된다.

⑴ 채취관

3.1. ⑴에 따른다.

⑵ 여과재

여과재는 석영 섬유제, 4불화에틸렌제 멤브레인 필터(Teflon Membrane Filter), 셀룰로오스, 나일론제 중 적당한 것을 사용한다.

⑶ 포집부

포집부는 주로 흡수병(흡수관), 세척병(공병)으로 구성된다.

① 흡수병

흡수병은 그림 8과 같은 것을 사용하며 흡수병의 선택은 측정대상 가스의 흡수액에 대한 용해도 및 포집후의 안전성 등을 고려하여 결정한다.

그림 8  흡  수  병

② 세척병(공병)

공병은 흡수병의 내용적의 2배이상 되는 것으로 안에 유리솜을 가볍게 채운 것을 사용한다.

⑷ 펌   프

3.1 ⑶에 따른다.

⑸ 유량계

유량계는 시료를 흡인할 때의 유량을 측정하기위한 것으로 적산 유량계 또는 순간 유량계를 사용한다.

(5.1) 적산유량계(Gas Meter)

일정용적의 용기에 가스를 도입하여 적산하는 것으로 그림 9와 같은 구조를 갖는 습식 가스미터와 그림 10과 같은 구조를 갖는 건식 가스미터가 있다.

A	: 외부상자	H	: 통기공(通氣孔)

B	: 전실(前室)	I	: 지시기

C	: 송기관(送氣管)	K	: 통수공(通水孔)

D	: 드   럼	O	: 넘치는 물 배출관

E	: 가스입구	P	: 수주(水柱) 압력계 연결구

F	: 가스출구	T	: 온도계

G	: 수면조정용 게이지 유리	W	: 물 주입구

그림 9  습식 가스미터의 원리도

1실 : 배    출	1실 : 배출종료	1실 : 충    전	1실 : 충전종료

2실 : 충    전	2실 : 충전종료	2실 : 배    출	2실 : 배출종료

3실 : 배출종료	3실 : 충    전	3실 : 충전종료	3실 : 배    출

4실 : 충전종료	4실 : 배    출	4실 : 배출종료	4실 : 츙    전

A	: 주머니날개(囊翼)	H	: 주머니판 도선(囊板導線)

B	: 주머니축(囊軸)	I	: 주머니 연결홈

C	: 큰 돌쩌귀(큰 엘보우)	J	: 수직 간막이판

D	: 작은 돌쩌귀(작은 엘보우)	O	: 배기관

E	: 조정축	V	: 활  변(滑辨)

F	: 조정 전달쇠	P	: 연접간(連接杆)

G	: 계랑주머니	Q	: 중앙축 스태핑 박스

R	: 날개축 스태핑 박스

그림 10  건식가스미터의 원리도(囊膜式)

(5.2) 순간유량계

① 면적식 유량계(Area Type)

면적식 유량계에는 부자식(浮子式 Floater), 피스톤식 또는 게이트식 유랑계를 사용한다.(그림 11)

② 기타 유량계

기타 유량계로는 오리피스(Orifice) 유랑계, 벤튜리(Venturi)식 유랑계 또는 노즐(Flow Nozzle)식 유량계를 사용한다.

⑹ 채취조작

시료채취는 그림 12와 같이

흡수관		트 랩		흡인펌프		유량계

의 순으로 배열하고 흡수관에 일정량의 훕수액(10~20□)을 넣은 다음 일정유량(0.5~2.0□/분)으로 흡인한다.

이때 흡인시간은 보통 30~2시간이면 충분하다.

또 동시에 기온, 기압과 필요하면 풍향, 풍속 등 다른 기상조건을 측정한다.

A	: 시료공기도입관

B	: 여지홀더

C	: 여과재

D	: 흡수관

E	: 미스트트랩(Mist Trap)

F	: 유량조절기

G	: 흡인펌프

H	: 유량계(Gas Meter)

그림 11  먼적식유량계                     그림 12  시료채취장치

3.4 고체흡착법

이 방법은 활성탄 실리카겔과 같은 고체분말 표면에 가스가 흡착되는 것을 이용하는 방법으로 고체표면에 특정액체를 발라 흡착이 잘되게 하는 수도 있다.

⑴ 채취장치

채취장치는 그림 13과 같이 흡착관, 흡인펌프, 유량계로 구성된다. 흡착관의 내경은 5□ 길이 15□의 경질유리관을 사용한다.

⑵ 채취조작

그림 13과 같이 흡착관에 흡착제를 채우고 양끝을 유리솜으로 막는다. 흡인펌프와 유량계를 연결하고 0.5□/분 정도로 20~30분 흡인한 다음 즉시 유리관의 양끝을 막아 보관한다. 이것을 가스크로마토 그래프(GC)용 시료관과 같은 분석에 이용할 수 있는 장치에 옮겨서 사용한다. 이 때 사용하는 흡착제는 50~80메시(mesh)정도의 입자로서 무게 약 0.5g정도가 적당하다.

그림 13  고체흡착 보기

a	: 전기로

b	: 온도계

c	: 흡착관

d	: 스토퍼(Stopper)

e	: GC시료관

f	: L자형 접속관

g	: 드라이아이스 또는 액체산소

h	: 진공펌프

I	: 스라이닥스(전압조절기)

그림 14  탈 착 장 치

3.5 저온응축법

이 방법은 탄화수소와 같은 가스성분을 냉각제(冷却劑)로 냉각 응축시켜 공기로부터 분리포집하는 방법으로 주로 GC나 GC~MS분석계에 이용한다.

⑴ 냉각제

냉각제로는 액체산소( - 183℃) 드라이아이스(Dried Ice) 등을 사용한다.

⑵ 채취장치 및 조작

그림 15와 같이

탄산가스 및 수분제거관		냉각농축관		흡인펌프		유량계

의 순으로  연결하여 흡인유량 10□/분 흡인시간 10분정도로 채취한다. 이때 사용하는 탄산가스 및 수분제거관은 길이 17□ 내경 3□ 정도의 유리관에 무수탄산칼륨과 소다석회를 각각 30g씩 넣은 것을 사용한다.

또 농축관의 길이는 30□ 내경 2□정도의 U자형 유리관에 20~50메시(mesh) 규조토 내화벽돌 가루를 채운다.

시료채취는 먼저 농축관부분을 냉각제로 냉각시키고 마개를 열어 시료가 도입되도록 한 다음 펌프를 작동시킨다.

그림 15  저온응측장치

3.6 포집여지(捕集濾紙)에 의한 방법

이 방법은 여과지를 적당한 시약에 담갔다가 건조시키고 시료를 통과시켜 목적하는 가스성분을 포집하는 방법으로 주로 불소화합물, 암모니아, 트리메틸아민 등의 가스를 포집하는데 이용한다.

⑴ 포집용 여과지

불화수소용 여과지는 동양여지 No. 5 A에 1% 탄산나트륨 용액을 침지(浸漬)하여 건조시킨 것을 사용하고 암모니아 또는 트리메틸아민용은 유리섬유 여가지에 20% 황산을 침지 건조시킨 것을 사용한다.

⑵ 채취장치 및 조작

채취조작은 그림 16과 같이

여과지홀더		흡인펌프		유량계

로 구성된다. 채취조작은 포집용 여과지를 여과지홀더를 장착(裝着)하고 일정시간 흡인하여 목적성분을 포집한다. 포집된 가스성분은 물 또는 적당한 용매로 추출하여 분석에 사용한다.

그림 16  포집여지에 의한 시료채취

4. 입자상 물질의 시료채취

대기중에 부유(浮遊)하고 있는 먼지, 퓸(Fume), 미스트(Mist)와 같은 입자상물질(粒子狀物質, Suspended Particulate Matters)의 시료채취는 다음의 방법들을 이용한다.

4.1 고량공기포집(High Volume Air Sampler) 법

4.1.1 원리 및 적용범위

이 방법은 대기중에 부유하고 있는 입자상 물질을 하이볼륨 에어샘플러를 이용하여 여과지상에 포집하는 방법으로 입자상물질전체의 질량농도(質量濃度)를 측정하거나 금속성분의 분석에 이용한다. 이 방법에 의한 포집입자의 입경은 일반적으로 0.1~100□범위이다.

4.1.2 장치의 구성

하이볼륨에서 샘플러는 공기흡인부, 여과지홀더, 유량측정부 및 보호상자로 구성된다.(그림 17)

⑴ 공기흡인부

공기흡인부는 직권정류자(直券整流子) 모터에 2단 원심(二段遠心) 터빈형 송풍기가 직접 연결된 것으로 무부하(無負荷)일 때의 흡인유량이 약 2□/분이고 24시간이상 연속측정할 수 있는 것이어야 한다.

⑵ 여과지 홀더(Filter Holder)

여과지홀더는 보통 15×22□, 또는 20×25□크기의 여과지를 공기가 새지 않도록 안전하게 장착(裝着)할 수 있고 공기흡인부에 직접 연결할 수 있는 구조이어야 하며 여과지홀더를 구성하는 각 부분의 재질과 크기는 다음과 같다.

그림 17  하이볼륨에어 샘플러

① 프레임(Frame)

프레임의 재질은 사용하는 여과지를 파손되지 않게 고정할 수 있는 것으로 크기는 보통 외부 24×29□ 또는 18×26□ 또는 내부 18×23□ 또는 13×20□ 되는 것을 사용한다.

② 금속망(Net)

금속망은 여가지에 공기를 통과시킬 때 파손되지 않도록 받쳐주는 것으로 여과지를 충분히 보호할 수 있는 강도를 갖고 있어야 하며 여과지나 포집된 시료에 불순물 등의 영향을 주지 않는 내식성 재료로 만들어져야 한다.

망의 크기는 사용하는 여과지의 크기와 일치하여야 하며, 공기가 통하지 않는 부분에는 불소수지제 테이프를 감는다.

③ 팩   킹(Packing)

팩킹은 독립기포(獨立氣泡)로 발포(發泡)시킨 합성고무로 만들어진 것으로 그 크기는 프레임에 합치시킨다.

또 여과지와 접촉하는 부분은 불소수지제 테이프로 감는다.

④ 여과지 고정나사

여과지를 고정시킬 때 파손 또는 공기가 새지 않도록 되어 있는 구조로 내식성 재료로 만들어진 것을 사용한다.

①④ : 프레임	⑦ : 여과지

② : 팩킹	⑧ : 철  망	망(Net)평면도	프레임 평면도

⑥ : 불소수지제 테이프

그림 18  여과지홀더의 조립

⑶ 유량측정부

유량측정부는 시료대기 흡인유량을 측정하는 부분으로 통상공기흡인부에 붙어있고 장착(裝着) 및 탈착(脫着)이 쉬운 부자식 유량계(浮子式流量計, 面積流量計)를 사용한다. 지시유량계는 상대유량단위(相對流量單位)로서 1.0~2.0□/분의 범위를 0.05□분까지 측정할 수 있도록 눈금이 새겨진 것을 사용한다.

또 지시유량계의 눈금은 통상 하이볼륨에어 샘플러를 사용하는 상태에서 기준유량계로 교정하여 사용한다.

⑷ 보호상자(Shelter)

보호상자는 하이볼륨에어 샘플러의 입자상물질 포집면을 위로 향하게 하여 수평으로 고정할 수 있고 비, 바람 등에 의한 여과지의 파손을 방지할 수 있는 내식성 재질로 된 것을 사용한다.

보호상자는 그림 17의 □와 같이 지붕, 본체상자, 받침다리의 3부분으로 구성되어 있고 지붕과 본체상자 사이에는 공간이 있어야 한다.

⑸ 포집용 여과지

입자상 물질의 포집에 사용하는 여과지는 0.3□되는 입자를 99%이상 포집할 수 있으며 압력손실과 흡수성이 적고 가스상 물질의 흡착이 적은 것이어야 하며 또한 분석에 방해되는 물질을 함유하지 않은 것이어야 한다. 사용된 여과지의 재질은 일반적으로 유리섬유, 석용섬유, 폴리스틸렌, 니트로셀룰로스, 불소수지 등으로 되어 있으며 분석에 사용한 여과재의 종류와 재질을 기록해 놓는다.

4.1.3 시료채취장소 및 위치

시료채취장소 및 위치는 원칙적으로 2. 시료채취를 위한 일반사항에 따르며 그부근의 오염도를 대표할 수 있고 특정한 발생원이나 교통기관 등의 영향을 직접적으로 받지 않는 곳을 선정한다.

4.1.4 시료채취 조작

⑴ 포집전 여과지의 칭량(稱量)

포집된 여과지를 미리 온도 20℃, 상대습도 50%에서 항량이 될 때까지 보관하였다가 0.01□의 감도를 갖는 분석용 저울로서 0.1□까지 정확히 단다. 단 항온 항습(恒溫 恒濕)장치가 없을 때는 상온에서 50%(W/V) 염화칼슘용액을 제습제로한 데시케이터내에서 항량이 될 때까지 보관한 다음 위와 같은 방법으로 단다.

칭량이 끝난 여과지는 부호 또는 기호를 표시하여 기록한다.

⑵ 채취조작

① 샘플러가 정상적으로 작동하는 가를 확인한다.

② 청량한 여과지를 여과지홀더에 고정시키고 나사를 조여 공기가 새지 않도록 한다. 이때 여과지의 입자포집면이 위를 향하도록 한다.

③ 샘플러를 보호상자내에 수평으로 고정시킨다.

④ 이면(裏面)의 배기관에 설치되어 있는 유량계 연결꼭지에 고무관을 사용하여 유량계를 연결한다.

⑤ 전원 스위치를 넣고 포집시작 시간을 기록한다.

⑥ 포집을 시작하고부터 5분후에 눈금을 읽어 유량을 기록하고 유량계는 떼어 놓는다.

이때의 유량은 보통 1.2~1.7□/분정도 되도록 한다. 또 유량계의 눈금은 유량계부자(Floater)의 중앙부를 읽는다.

⑦ 포집이 종료되기 직전에 다시 유량계를 연결하고 유량을 읽어 다음과 같이 흡인공기량을 산출한다.

[eqn: 흡인공기량`=` { Qs`+`Qe} over {2 }`t]

Qs	: 포집개시 직후의 유량(□/분)

Qe	: 포집종료 직전의 유량(□/분)

t	: 포집시간(분)

⑶ 포집후 여과지의 칙량

포지후의 여과지는 입자포집면이 안쪽으로 향하도록 접어 여과지의 파손이 없도록 세심한 주의를 기울여 위 ⑴의 조건에서 24시간 방치한 후 무게를 단다.

4.1.5 유량계의 고정

하이볼륨에어샘플러를 사용하여 입자상 물질을 채취할 때는 다음과 같이 기준 유량계를 사용하여 부속유량계의 눈금을 교정해 주어야 한다.

⑴ 장치

① 표준 유량계

② 유량 교정용 오리피스

③ 마노미터

④ 공지저항판 A, B, C, D, E

두께 0.24□ 직경 9.2□되는 금속제 원판에 직경이 12□되는 작은 구멍이 1~9개 뚫려 있는 것으로 저항이 적은 것의 순으로 A, B, C, D, E로 한다.

⑤ 하이볼륨에어샘플러 본체

⑥ 온도계

⑦ 기압계

⑵ 오리피스의 유량 결정

① 조   립

표준 유량계의 공기 입구부분에 마노미터가 달린 오리피스를 연결하고 표준유량계의 출구에서부터 하이볼륨에어샘플러 본체에 접속하는 부분에 공기저항판을 끼어 넣을 수 있도록 그림 19와 같이 조립한다. 이때 여지홀더는 하이볼륨에어샘플러 본체에서 떼어 놓는다.

② 조   작

㉮ 전원스위치를 넣고 무부하상태에서 5분간 동작시킨 다음 표준유량계의 지시값에 의한 유량과 마노미터의 눈금을 읽어 기록한다.

㉯ 저원스위치를 끄고 표준유량계와 하이볼륨에어샘플러 본체사이에 공기저항판 A를 넣고 다시 전원스위치를 넣은 다음 ㉮와 같이 조작하여 5분 동작하는 표준유량계가 지시하는 유량과 마노미터의 눈금을 읽어 기록한다. 이와같은 조작을 공기저항판 B, C, D, E에 대하여 같은 방법으로 반복한다. 동시에 기온과 기압을 측정한다.

㉰ 표준유량계의 읽은 값을 기온과 기압으로 보정하여 (20℃, 1기압) 마노미터의 읽은 값과 함께 그림 20과 같이 검량선을 작성한다.

[eqn: 보정식 Q``'`=`Q TIMES { 293} over {273+t } TIMES { p} over {760 }]

Q'	: 유량의 참값(眞流量)

Q	: 표준유량에 의한 유량

t	: 측정시의 온도(℃)

p	: 측정시의 압력(mmHg)

⑶ 부속 유량계의 교정

① 조   립

그림 21과 같이 하이볼륨에어샘플러의 입구부분에 마노미터가 달리고 유량결정이 끝난 (8.2)의 조작이 끝난 오리피스를 장착한다.

② 조   작

㉮ 전원 스위치를 넣고 무부하상태에서 5분간 작동한 후 마노미터의 눈금과 부속유량계의 눈금을 읽는다.

그림 19  오리피스유량결정을 위한 조립	그림 20  검 량 선

㉯ 전원스위치를 끄고 오리피스와 하이볼륨에어샘플러 본체의 접속부분에 공기저항판 A를 끼우고 다시 전원스위치를 넣고 ①과 같은 방법으로 5분간 작동한 후 마노미터의 눈금과 부속유량의 눈금값을 읽는다. 이와같은 조작을 반복하여 공기저항판 B, C, D, E에 대하여 조작한 후 각각의 마노미터 눈금값과 부속유량계의 눈금값을 읽는다.

그림 21  부속유량계 교정을 위한 조립

㉰ 공기저항판을 끼웠을 때의 마노미터 눈금값으로부터 ㉯에서 작성한 검량선을 사용하여 유량의 참값을 구한다.

㉱ ㉰에서 얻은 유량의 참값과 대응하는 부속유량계의 지시값과의 관계를 취하며 그림 22와 같이 그래프를 그린다. 이 그래프를 이용하여 부속유량계의 교정을 한다.

마노미터 눈금으로 얻은 검량선을 이용하여 구한

유량의 참값(□/분)(20℃, 760mmHg)

그림 22  부속유량계의 지시값과 참값과의 관계

4.1.6 주의사항

⑴ 포집시의 유량이나 포집후의 중량농도에 이상한 값이 인정될 경우에는 다음 사항을 점검한다.

① 유량계에 이상이 없는가 확인한다.

② 샘플러에서 공기가 새지 않는가

③ 전원 전압에 변동이 없는가를 확인한다.

이와 같은 이상현상이 포집개시 직후에 있었다면 정상운전으로 되돌아 오는 것을 확인한 후에 다시 포집을 시작한다.

또 이상현상이 포집종료시에 확인되었을 경우에는 이상이 생기지 않도록 충분히 조치한 다음 포집조작을 다시하고 먼저 포집된 시료는 기록을 정확히 하여 따로 보존한다

가동중인 샘플러의 전원에 다른 기기를 가동시키면 전압의 변화가 생겨 샘플러의 유량을 일정하게 유지시키기 어려우므로 가동중인 샘플러의 전원에 다른 기기를 가동시켜서는 안되며 가동중인 샘플러의 전원 전압변동에 대하여 수시로 점검한다.

⑵ 흡인장치의 모우터 브러쉬는 400~500시간(24시간 연속사용 회수로 17~20회)사용후 교환하고 유량을 교정한다.

⑶ 하이볼륨에어샘플러애 부속한 유량계의 상단에 있는 유량조절나사는 고정해 놓고 조금이라도 움직였을 경우에는 다시 유량을 교정한다.

⑷ 하이볼륨에어샘플러에 부속한 유량계의 상단 좁은 부분에 분진 등 이물질이 묻어있을 때는 눈금값을 적게 한다.

또 이와 같은 경우에는 가는 금속바늘로 상처가 나지 않도록 조심하여 부착물을 제거하고 다시 오리피스를 사용하여 유량을 교정한다.

⑸ 흡인장치의 부품을 교환할 때, 수리할 때 또는 채취조작중 유량에 이상이 보일때는 오리피스에 의하여 유량을 교정한다.

⑹ 하이볼륨에어샘플러 측정시 다음 사항에 대하여 주의하여야 한다.

① 샘플러의 공기배기에 의하여 분진이 비산되지 않도록 주위를 청결히 청소하고 되도록이면 콘크리트 또는 아스팔트 바닥위에 설치한다.

② 샘플러의 보호상자는 비, 바람에 스러질 경우를 대비하여 밑부분을 단단히 고정시킨다.

③ 샘플러 설치시 소음진동의 문제가 생기지 않도로 주의한다.

4.2 로우볼륨 에어샘플러(Low Volume Air Sampler) 법

4.2.1 원리 및 적용범위

이 방법은 환경대기 중에 부유하고 있는 입자상 물질을 로우볼륨 에어샘플러를 사용하여 여과지위에 포집하는 방법으로 일반적으로 직경 10□이하의 입자상 물질을 포집하여 질량농도를 구하거나 금속 등의 성분분석에 이용한다.

4.2.2 장치의 구성

로우볼륨 에어샘플러의 기본구성은 흡인펌프, 분립장치(分粒裝置), 여과지홀더 및 유량측정부로 구성된다.(그림 23)

⑴ 흡인펌프

흡인펌프는 연속해서 30일 이상 사용할 수 있고 되도록 다음의 조건을 갖춘 것을 사용한다.

그림 23  로우볼륨 에어샘플러의 구성

① 진공도가 높을 것

② 유량이 클 것

③ 맥동(脈動)이 없이 고르게 작동될 것

④ 운반이 용이할 것

⑵ 여과지 홀더

여고지 홀더는 보통 직경이 110□ 또는 47□정도의 여과지를 파손되지 않고 공기가 새지 않도록 장착할 수 있는 것이어야 한다.(그림 24)

① 프레임(Frame)

프레임은 내식성 재질로서 여과지의 포집유효직경을 110□ 또는 42□로 할 수 있는 것

② 망(Net)

여과지에 공기를 통과시킬 때 기류(氣流)에 의하여 여과지가 파손되지 않도록 받쳐주고 여과지에 불순물이 들어가지 않도록 내식성 재료로 만들어진 것.

③ 팩킹(Packing)

불소수지로 만들어진 것

④ 고정나사

여과지를 장착할 때 파손이나 공기가 새지 않도록 된 구조로 내식성재료로 만들어진 것을 사용한다.

그림 24  여과지 홀더의 조립

⑶ 유량측정부

유량측정부는 통상 다음과 같이 하여 유량을 측정한다.

① 부자식 면적유량계(浮子式面積流量計)

유량계는 여지홀더와 흡인펌프와의 사이에 설치한다. 이 유량계에 새겨진 눈금은 20℃ 1개압에서 10~30□/분 범위를 0.5□/분까지 측정할 수 있도록 되어 있는 것을 사용한다.(그림 25참조)

② 진공계(眞空計, 壓力計)

멤브레인필터(Membrane Filter)와 같이 압력손실이 큰 여과지를 사용할 경우에는 유량의 눈금값에 대한 보정이 필요하기 때문에 압력계를 부착한다.

그림 25  부자식면적유량계의 개략도

⑷ 분립장치(分粒裝置)

분립장치는 10□이상되는 입자를 제거하는 장치로서 사이클론방식(Cyclone방식, 遠心分離방식도 포함)과 다단형(多段型)방식이 있다.

그림 26은 포집특성 곡선의 예이다.

그림 26  포집특성곡선

① 사이클론식 분립장치

그림 27과 같이 10□ 이상의 입자를 사이클론 방식으로  제거하는 장치이다.

그림 27  사이클론식 분립장치             그림 28  다단형분립장치 보기

② 다단형 분립장치

이 분립장치는 그림 28과 같이 얇은 평판(平板)을 좁은 간격으로 여러장 겹쳐서 평판이 수평되게 놓고 여기에 채취하려고 하는 공기를 통과시키면 평판사이를 통과하는 동안에 10□이상의 입자는 침강(沈降)하여 떨어지고 작은 입자만이 통과한다.

⑸ 포집용 여과지

입자상 물질의 포집에 사용하는 포집용 여과지는 통상 유리섬유여과지의 구멍크기(Pore Size) 가 1~3□되는 니트로셀룰로즈(Nitro Celulose)제 멤브레인 필터(Membrane filter) 또는 석영섬유제여과지 등을 사용하여 다음과 같은 조건에 맞은 것을 사용한다.

① 0.3□의 입자상물질에 대하여 99%이상의 초기포집율(初期捕集率)을 갖는 것.

② 압력손실이 낮은 것

③ 가스상 물지의 흡착이 적고 흡습성 및 대전성(帶電性)이 적은 것.

④ 취급하기 쉽고 충분한 강도를 가질 것

⑤ 분석에 방해되는 물질을 함유하지 않을 것.

4.2.3 시료채취 장소 및 시간

⑴ 시료채취 장소 및 위치

시료채취는 원칙적으로 그 시료채취를 위한 일반사항에 따르며, 그 부근의 오염도를 대표할 수 있고 특정한 발생원이나 교통기관 등의 영향을 직접적으로 받지 않는 곳을 택한다

⑵ 포집시간

포집시간은 24시간 또는 2일 7일간 연속 채취한다. 단, 질량 농도만을 측정하거나 특정원소의 분석을 목적으로 할 경우에는 분석감도에 따라 적당히 조정할 수 있다.

4.2.4 시료채취조작

⑴ 포집전 여과지의 칭량

4.1 하이볼륨 에어샘플러법의 4.1.4 ⑴에 따른다.

⑵ 채취조작

채취조작은 다음과 같이 한다.

① 분립장치가 더럽혀져 있지 않은가를 확인한다.

② 샘플러가 정상적으로 작동하는가를 확인한다.

③ 무게를 단 여과지를 여과지홀더에 공기가 새지 않도록 고정시킨다.

이때 금속류의 성분분석을 목적으로 할 때는 여과지가 직접 금속망에 접촉되지 않도록 나일론제 망 또는 압력손실이 적은 블소수지제 망을 사용한다.

④ 전원 스위치를 넣고 포집시작시각을 기록한다.

⑤ 유량계의 부자(浮子)를 20□/분되게 조정한다.

⑥ 흡인을 시작하고부터 약 10분후에 진공계 또는 마노미터로 차압(差壓)을 측정하여 흡인유량을 보정하고 정확히 20□/분이 흡인되는 위치의 눈금에 부자(浮子)를 맞춘다.

⑦ 흡인유량은 적어도 하루에 한 번이상 점검하고 차압을 측정하여 정확히 20□/분씩 흡인되도록 조절한다.

⑧ 포집종료시간을 기록하고 흡인공기량을 구한다.

⑶ 포집후의 여과지 칭량

포집후의 여과지는 ⑴의 조건에서 24시간이상 방치하였다가 무게를 단다.

⑷ 기   록

시료채취가 끝나면 매 포지시료마다에 포집장소, 포집년월일, 여과지번호, 채취시작시간, 종료시간, 기타 성적에 참고가 될만한 기상요소(일기, 온도, 습도, 풍향, 풍속 등) 및 시료채취자의 성명을 기록해 놓는다.

4.2.5 유량의 보정

로우볼륨 에어샘플러에 의한 입자상 물질의 채취는 항상 설정되어 있는 일정 유량으로 흡이해야 하고 여과지 또는 샘플러 각부분의 공기저항에 의하여 생기는 압력손실을 측정하여 유량계의 유량을 보정해 주어야 한다.

유량보정은 통상 다음 방법으로 한다.

⑴ 유량계의 유량지시값(指示値)의 압력에 의한 보정

(1.1) 원  리

유량계의 눈금값을 Qr, 1기압에서의 유량을 Qo(□/분)라 하면

Qo = Cp·Qr ………………… ⑴

의 관계가 있고 Cp는 압력보정계수로서 (2)식으로 구한다.

[eqn: Cp~=~ SQRT { { p} over {Po } } ~………………~⑵]

Po	: 유량계의 설정조건에서의 압력(보통 760mmHg)

P	: 사용조건에서의 유량계내의 압력이다.

Po가 760mmHg일 때 마노미터로 측정한 유량계내의 압력손실을 □P(mmHg)라 하면 Cp는 (3)식으로 나타난다.

[eqn: Cp~=~ SQRT { { 760+ DELTA P} over {760 } } ~…………~⑶]

로우볼륨 에어샘플러에 의하여 Qo = 20□/분으로 공기를 흡인할 때 식 ⑴, ⑶으로부터

[eqn: Qr~=~20 SQRT { { 760} over {760- DELTA p } } ~………~⑷]

의 관계가 성립하고 Qr을 구하여 유량계의 눈금값(부자의 위치)를 설정하면 된다.

식 (4)로부터 □P와 Qr의 관계를 그래프로 그리면 그림 29의 유량설정곡선을 얻는다.

유량은 식(4) 또는 그림 29를 사용하여 교정한다.

그림 29  유량설정곡선(Qo = 20□/분)

(1.2) 조   작

① 누출시험

㉮ 여과지홀더 앞 입구를 막는다.

입구가 여러개 있을 때는 각각의 입구를 모두 막는다. 또 다단형(多段型)일 때는 분립기의 앞을 막는다.

㉯ 진공계의 마개를 잠그고 펌프가 작동할 때 유량계의 부자가 영(Zero)을 가르키는가를 확인한다.

② 교정조작

시료채취 개시직후 및 채취중에 다음과 같은 조작을 하여 설정유량을 유지한다.

㉮ 진공계의 지시값(□p)에서 설정하려면 유량(유량계의 위치 Qr)을 유량설정곡선(그림 29)으로부터 구하고 펌프의 바이패스(By Pass) 밸브를 조절하여 그 값에 부자의 위치를 맞춘다.

㉯ 유량(Qr)을 변화하면 압력손실(□p)도 변화하기 때문에 다시 이것을 읽어 유량설정곡선으로부터 유량의 설정값(Qr)을 구한다.

㉰ 펌프의 바이패스 밸브를 조절하여 부자의 위치(Qr)를 맞추고 다시 □P가 변화하면 위 조작을 되풀이 하여 유량을 교정하다.

4.2.6 주의사항

⑴ 흡인펌프는 약 1년간(약 8,000시간) 사용후에는 날개(Blade)를 교환한다.

⑵ 일반적으로 유량계의 설계온도는 20℃가 많으므로 온도보정의 영향은 적지만 ±10℃차에 대하여 오차범위는 ±2%이하이다.

⑶ 장치의 세력

로우볼륨 에어샘플러의 세척은 다음 표2에 따른다.

표 2                               장치의 세척방법

세 척 부 위	세척회수	세 척 방 법
분 립 장 치 팩 킹 망 유 량 계 펌프 사일렌서 (Pump Silencer)	포집때마다 〃 〃 연 1 회 〃	중성세제 또는 초음파(超音波)세척기를 사용하여 씻는다. 〃 〃 알코올 또는 주성세제로 씻는다. 펠트(Felt)모양의 필터를 교환한다.

⑷ 유량변화는 온도 및 입자상물질 채취량의 증가에 따라 달라지기 때문에 강우(降雨) 등 기상조건이 변화할 때는 반드시 유량을 확인해야 한다. 또 장기간 채취할 때는 입자상 물질에 의하여 여과지가 막히기 때문에 채취 후반에는 되도록 유량확인을 자주해야 한다.

이 때문에 샘플러는 유량측정, 유량조정을 하기 쉬운 위치에 설치하는 것이 좋다.

⑸ 유량계를 청소할 때는 눈금교정을 한다.

⑹ 하이볼륨에어샘플러와 같은 장소에 동시에 설치할 대는 하이볼륨에어샘플러의 배기(排氣)영향을 받지 않도록 충분한 거리를 띄어 놓는다.

제2절 시험방법

제1항 환경 대기중의 아황산가스 측정방법

1. 적용범위

이 시험법은 환경 대기중의 아황산가스 농도를 측정하기 위한 시험방법이다. 파라로자닐법(수동)과 자외선형광법(자동)을 주시험방법으로 한다.

2. 측정방법의 종류

2.1 수동 및 반자동측정법

2.1.1 파라로자닐린법(Pararosaniline Method)

2.1.2 산정량 수동법(Acidimetric Method)

2.1.3 산정량 반자동법(Acidimetric Method)

2.2 자동 연속 측정법

2.2.1 용액 전도율법(Conductivity Method)

2.2.2 불꽃광도법(Flame Photometric Method)

2.2.3 자외선형광법(Pulse U.V. Fluorescence Method)

3. 용어의 뜻

3.1 등가액

교정용 가스 대신에 사용되어 진 것과 같은 지시치를 얻을 수 있게 조제한 표준용액으로 다음과 같은 것이 있다.

⑴ 제로 조정용 등가액

⑵ 스팬 조정용 등가액

⑶ 눈금 교정용 등가액

3.2 제로드리프트

측정기 최소 눈금에 대한 지시치의 어느 기간내의 변동

3.3 스팬 드리프트

측정기의 눈금 스팬에 대응하는 지시치의 어느 기간내의 변동

3.4 제로가스

측정기의 최소 눈금치를 교정하는데 사용하는 가스

3.5 스팬가스

측정기의 최대 눈금치를 교정하는데 사용하는 가스

3.6 설정유량

측정기에서 정해진 시료대기, 교정용가스 등의 유량

4. 시료공기 채취방법

시료공기 채취방법은 제4장 제1절 3에 따른다.

5. 분석방법

5.1 파라로자닐린법(Pararosaniline Method)

5.1.1 측정원리

이 시험방법은 사염수은칼륨(Potassium Tetrachloro Mercurate) 용액에 대기중의 아황산가스를 흡수시켜 안전한 이연화 아황산수은염(Dichlorosulfite Mercurate) 착화합물을 형성시키고 이 착화합물과 파라로자닐린(Pararosaniline) 및 포름알데히드를 반응시켜 진하게 발색되는 파라로자닐린 메틸술폰산(Pararosaniline Methyl Sulfonic Acid)을 형성시키는 것이다.

발색된 용액은 비색계 또는 흡광관도계를 사용하여 흡광도를 측정하고 검량선에 의해 시료 대기중의 아황산가스 농도를 구한다.

단, 이 시헙방법에 의한 환경대기중의 아황산가스 농도의 측정은 24시간치까지 포집 측정할 수 있다.

비고 : ⑴ 측정범위 및 강도

① 아황산가스 농도는 25~1,050□/□(0.01~0.40ppm)까지 측정할 수 있고 특수한 포집기를 사용하여 대량의 시료 대기를 채취하였을 경우는 25□/□(0.01ppm)이하까지도 측정이 가능하다.

고농도의 경우는 시료대기를 소량으로 하든지 포집후 흡수액으로 적당히 희석하여 사용해야 한다. 비어(Beer) 법칙에서도 흡광도 0.03~1.0까지 성립되고 이것은 0.8~27□ SO2/25□에 상당한다.

② 아황산가스의 검출한계는 10□의 TCM(Tertrachloro Mercurate)용액중 0.75□(표준편차의 2배에 해당하는 치)에 대하여 시료 대기 30□의 경우 25□/□(0.04ppm)가 된다.

⑵ 방해물질

알려진 주요 방해물질은 질소산화물(NO2), 오존(O3), 망간(Mn), 철(Fe) 및 크롬(Cr)이다.

여기에서 설명하고 있는 방법은 이러한 방해물질을 최소한으로 줄이거나 제거할 수 있다. NO2의 방해는 술파민산(NH2SO3H)을 사용함으로써 제거할 수 있고 오존의 방해는 측정기간을 늦춤으로써 제거된다.

EDTA(ethylene Diamine Tetra Acetic Acid Disodium Salt) 및 인산은 위의 금속성분들의 방해를 방지한다. 10□ 흡수액중에 적어도 60□ Fe3+ 10□ Mn2+ 및 10□ Cr3+는 이 방법에서 아황산가스 측정에 방해를 주지 않는다. Cr3+ 10□ 또는 22□ V4+도 위의 조건에서 크게 방지하지 않는다. 암모니아, 황하물(Sulfides) 및 알데히드는 방해되지 않는다.

⑶ 흡수액 안정성

시료 포집후의 흡수액은 비교적 안정하고 22℃에 있어서 아황산가스 손실은 1일당 1%로 5℃로 보관하년 30일간은 손실 되지 않는다.

EDTA의 존재하에 용액중의 아황산가스의 안정선은 더욱 높아지고 감소속도는 아황산가스 농도에 무관하다.

5.1.2 정밀도(Accuracy)

표준시료의 분석시 신뢰한계 95%에서 상대표준 편차는 4.6%이다.

5.1.3 장치구성

⑴ 흡수관(30~1시간 시료 채취) : 전부 유리로 된 소형 임핀저(Impinger) 또는 그림 1에서 나타낸 바와 같은 비슷한 것을 사용한다.

⑵ 흡수관(24시간 시료 채취) : 그림 2에 나타낸 바와 같은 장치를 사용한다. 이 장치의 규격은 아래와 같다.

흡수관 : 폴리프로필렌관, □32□×164□ 두개의 관을 연결할 수 있는 마개를 갖춘 것(고무마개는 바탕시험에 영향을 주기 때문에 사용하지 말아야 한다).

시료분산기(Disperser) : 외경 8□, 내경 6□ 및 길이 152□의 유리관으로서 끝은 외경 0.3~0.8□로 가늘게 만든 것이다.

이 유리관 끝은 흡수관의 바닥으로부터 6□ 떨어진 곳에 위치하여야 한다.

그림 1  30분 및 1시간 시료채취장치

⑶ 흡인펌프

이 펌프는 유량조절기와 펌프사이에 적어도 0.7기압의 압력차이를 유지하여야 한다.

⑷ 유량조절기

흡수액에 일정한 유속으로 시료를 공급할 수 있어야 한다. 예를 들면 검교정된 피하주사침 같은 것을 사용할 수 있다. 22게이지 바늘(내경 0.394□)의 길이 2.5□는 약 1□/분의 유속을, 23게이지 바늘(내경 0.318□)의 길이 1.5□는 약 0.5□/분의 유속을, 24시간 포집용은 27ㅔ이지 바늘(내경 0.191□)의 길이 0.9□는 0.2□/분의 유속을 갖는다. 니들밸브(needle Valve)는 유속을 잘 조절할 수 있다.(그림 2 참조)

그림 2  흡수장치(24시간 시료 채취용)

⑸ 여과기(Filter)

0.8~2.0□의 다공질막 또는 유리솜 여과기를 사용한다. 이러한 여과기는 그림 1 및 2에서 나타낸 바와 같이 시료중의 분진을 제거하여 유량조절기를 보호하기 위하여 적당한 홀더에 넣어 사용한다.

⑹ 유량교정기

비누물방울 유량계 또는 습식 혹은 건식가스시험기로서 0.2~1□/분 범위의 유속을 측정할 수 있는 스톱워치를 사용한다.

⑺ 흡광광도계

54nm에서 흡광도를 측정할 수 있어야 하고 측정에 사용되는 스펙트럼폭은 15nm 이하이어야 한다.

스펙트럼 밴드폭이 이보다 넓으면 바탕시험에 지장이 온다.

또한 흡광광도계의 파장은 교정되어 있어야 한다.

⑻ 투과율 T%가 측정되어지면 흡광도 A로의 환산은 A=log10(YT)이다. 온도계는 정확도 ±1℃인 것을 사용한다.

5.1.4 시  약

⑴ 증류수

여기에서 사용하는 증류수는 산화선물질이 함유되어서는 안된다.

⑵ 흡수액(Absorbing Reagent)

(0.04M potassium Tetrachloro Mercurate, TCM) : 염화제이수은(HgCI2)10.86g, EDTA 0.066g, 및 연화칼륨(KCI) 6.0g을 증류수에 녹여 1 메스플라스크에 넣고 1□로 만든다. 이 용액의 pH는 약 4.0이 되어야 하며 pH3~5범위에서는 아황산가스의 흡수율에 큰 차이는 없다.

이 흡수액은 6개월 동안은 보관하여 사용할 수 있다.(주의 : 이 용액은 대단히 유독하므로 피부에 묻으면 바로 물로 씻어내야 한다). 이 용액의 폐액(廢液)을 버릴 때는 수은(0.8g/□)을 다음과 같은 방법으로 제거하여야 한다.

흡수액 1□에 탄산소다(Na2CO3)를 중화될 때까지 (약10g)가하고 입자상 아연(粒子狀亞鉛) (마그네슘을 사용해도 무방함) 10g을 가한다. 이 용액을 통풍실속에서 24시간 저어준다. 24시간이 지나면 저어주더라도 고상물질(固狀物質)이 용기의 바닥에 내려 앉는다. 이 용액을 갈색의 침전이 따라나올 때까지 기울여서 부어 버린다. 침전물은 적당한 관(Tube)에 넣어 말린다.(시험관 닦는 솔로 용기의 벽에 묻어 있는 것을 닦아내면 편리하다).

용기는 물로 깨끗이 씻고 침전물은 여과지에 거른다. 물로 씻은 후 여과지상의 침전물을 관소긔 침전물에 합치고 말려서 적당한 용기에 넣어 보관한다. 이 방법으로 흡수액 속의 수은을 99%이상 제거할 수 있다.

⑶ 술파민산(Sulfamic Acid 0.6%)

술파민산(NH2SO3H) 0.6g을 증류수로 녹여 100□로 한다. 이 용액은 사용할 때마다 조제한다.

⑷ 포름알데히드(0.2%)

포름알데히드(HCHO) 용액(36~38%) 5□를 증류수로 묽혀 1□로 한다. 이 용액은 사용할 때마다 조제한다.

⑸ 보관용 요오드용액(0.1N)

요오드(I2) 12.7g을 250□ 비이커에 취하고 요오드화칼륨 40g 및 물 25□를 가한 다음 흔들어 녹인다. 1□ 메스플라스크에 옮기고 증류수를 가하여 1□로 한다.

⑹ 요오드용액(0.1N)

보관용 요오드용액 50□를 증류수에 가하여 500□로 한다. 이 용액은 약 0.01N요오드용액이 된다.

⑺ 전분지시용액(Starch Indicator Solution)

가용성전분 0.4ｋ 및 방부제로서 요오드화 수은 [HgI2] 0.002ｋ을 소량의 물로 죽같이 만들어 200□의 끓는 물에 천천히 저어주면서 가한 다음 용액이 맑아질 때까지 끓인다. 이 용액은 유리마개가 있는 병에 보관한다.

⑻ 보관용 티오황산 나트륨용액(0.1N)

티오황산 나트륨(Na2S2O3·5H2O) 25g을 바로 끓여서 식힌 증류수에 녹여 1□로 만든다. 이 용액은 표정하기 전에 탄산나트륨 0.5g을 가하여 하루동안 방치해둔다.

표정 : 180℃로 건조한 요오드산칼륨(KIO3) 1.5g을 0.1□까지 정확히 달아 500□ 메스플라스크에 낳고 물로 표선까지 채워 녹인다. 이 용액 50□를 피펫으로 취하여 500□ 호박색 메스플라스크에 낳고 요오드화칼륨(KI) 2g 및 1N-염산 10□를 가한다. 마개를 하고 5분후에 보관용 티오황산 용액으로 적정하여 엷은 황색이 되면 전분지시용액 5□를 가하고 청색이 없어질 때까지 적정을 계속한다.

이 용액의 규정도(Normality)는 다음과 같이 계산한다.

[eqn: N = W over V × 2.80]

N : 보관용 티오황산나트륨 용액의 규정도

V : 티오황산 용액의 소비 □수

W : 요오드산칼륨무게(g)

2.80=[103(g을 □으로 환산한 것)×0.1(요오드산칼륨의 사용량)]/35.67(요오드칼륨의 당량)

⑼ 티오황산나트륨 적정액(0.01N)

보관용 티오황산나트륨용액(0.1N) 100□를 정확히 취하여 바로 끓여서 식힌 증류수로 1,000□로 한다.

⑽ 표준 아황산 용액(검량선 작성용 아황산-TCM용액 조제용) 메타중아황산 나트륨(Sodium Meta-bi-Sulfite, Na2S2O5) 0.30g 또는 아황산 나트륨(Sodium Sulfite, Na2S2O5) 0.50g을 바로 끓여 식힌 증류수에 녹여 500□로 한다. 아황산염용액은 불안전하므로 이러한 불안정성을 줄이기 위하여 될 수 있는 한 순수한 증류수를 사용하여야 한다.

이 용액은 320~400□/□의 농도를 나타낸다. 이 용액의 실제 농도는 과잉의 요오드를 가하여 표준 Na2S2O3 용액으로 역적정하여 결정한다.

역적정을 하기 위하여 두개의 500□ 호박색 메스플라스크 A, B 각각에 0.01N요오드 50□씩을 정확히 취하여 넣고 플라스크 A(바탕시험)에는 증류수 25□를, 플라스크 B(시료)에는 표준아황산용액 25□ 넣은후 플라스크 마개를 막고 5분간 반응이 진행되는 것을 기다린다. 이와 동시에 앞에서 요오드 용액을 플라스크에 가하는 것처럼 검량선용 아황산-TCM용액(시약1□)을 조제한다. 표정한 0.01N 티오황산나트륨 용액을 뷰렛에 담고 각 플라스크를 엷은 황색이 될 때까지 적정하고 전분지시용액 3□씩을 가한 후 청색이 없어질 때까지 적정한다.

⑾ 검량선용 이황산-TCM  용액

표준용액 2□를 정확히 취하여 100□ 메스플라스크에 넣고 0.04M TCM용액으로 눈금까지 채운다. 다음 식에 의하여 검량선용 표준 용액중의 SO2 농도를 구한다.

[eqn: □SO sub2 /□ = {(A-B)·(N)·(32,000)} over 25 ×0.02]

A : 바탕시험에 소비된 티오황산나트륨용액(□)

B : 시료용액에 소비된 티오황산나트륨용액(□)

N : 티오황산나트륨 적정액의 규정도

32,000 : SO2의 밀리당량(Milliequivalent Weight, □)

0.02 : 희석배수

25 : 표준아황산염 용액량(□)

이 용액은 5℃에 보관하면 30일간은 안정하고 그렇지 않으면 사용할 때마다 조제한다.

⑿ 정제 파라로자닐린 보관용 용액(0.2%)

파라로자닐린 용액은 다음과 같은 규격의 것이어야 한다.

① 이 물감은 0.1M 초산나트륨 - 초산완충용액에서 최대 흡수파장이 540nm이어야 한다.

② 온도에 민간한 바탕 시험용액의 흡수도는 규정된 물감의 농도와 앞에서 기술한 방법에 따라 조제하여 1□셀에서 온도 22℃일 때 흡광도가 0.170을 초과해서는 안된다.

③ 검량곡선은 아황선염 용액이 정확히 표정되었고 물감이 순수하고 1□셀을 사용하였을 때 1□의 아황산가스에 대해 흡광도 0.030±0.002의 기울기를 가져야 한다.

위 규격에 맞는 잘 정제된 파라로자닐린 용액은 0.2% 용액으로 시중에서구입할 수 있다. 구입할 수 없을 때는 파라로자닐린을 정제하여 보관용요액을 만들고 이것을 Scaringell등이 제안한 방법⑴에 따라 검정하여 농도를 결정해야 한다.

⒀ 파라로자닐린 시약 : 보관용 파라로잘닌린 용액 20□를 250□ 메스플라스크에 넣고 검정결과 100%가 안될 때는 1%에 대해 보관용 용액 0.2□를 가한다. 이 용액에 3M 인산 25□를 가해 증류수로 눈금까지 채운다.

이 시약은 적어도 9개월동안 안전하다.

주(1) Scaringell, P.W, B.E. Saltzman, and S.A, Frog. Spectrophotometric Determination of Atmospheric Sulfur Dioxide, Anal. Chem. 39 : 1709, 1967.

5.1.5 시료채취법

이 방법은 30분간, 1시간 및 24시간 동안 시료채취를 위해 사용된다. 사용목적에 따라 시료채취 속도 및 채취시간을 선택할 수 있다. 시료 채취용량은 흡광도 및 농도가 직선관계가 유지되도록 맞추어서 조절한다. 전체의 유량측정 및 조절장치는 표준유량 측정기로 교정하여야 한다.

공기용량 교정은 시료조건이 표준대기와 차이가 심할 때 실측대기조건(760mmHg, 25℃)으로 교정하는 것이 바람직하다. 분석시료를 1일 이상 보관하여야 될 때는 냉장고에서 5℃ 혹은 그 이하에서 보관하여야 한다.

⑴ 30분 및 1시간 시료채취

그림 4에서 나타낸 바와같이 소형 임핀저(Midget Impinger)에 시료채취계를 연결한다. TGC용액 10□를 임핀저에 넣고 1□/분 또는 0.5□/분의 속도로 시료를 크리티칼 오리피스 또는 니들밸브 및 유리로타미터(그림 4)로 유량을 조절하면서 흡인시킨다.

시료를 채취하는 동안 또는 채취후에 흡수액이 직사광선을받지 않도록 하여야 한다. 시료 채취용량은 유속×채취시간(분)으로 측정될 수 있고 용량 및 대기압과 온도를 기록해 두어야 한다.

⑵ 24시간 시료채취

TGM용액 50□를 큰 흡수장치(24시간 장치)에 넣고 0.2□/분의 유속으로 흡인한다. 시료를 채취하는 동안 또는 보관하는 동안에 직사광선을 받지 않도록 하여야 한다. 위와 같이 시료채취용량을 측정하고 용량 및 대기압과 온도를 기록해 두어야 한다.

5.1.6 분석방법

시료채취후에 흡수액에 침전이 보일때는 원심분리하여 제거하여야 한다.

⑴ 30분 및 1시간 시료채취용액

시료용액을 25□ 메스플라스크에 옮기고 약 5□의 증류수로 시료용액을 씻어낸다.

시료용액 속의 오존이 분해되는 것을 기다리기 위해 분석율 20분간 늦춘다.

⑵ 24시간 시료채취용액

흡수액으로 전체시료를 50□로 희석한다. 5□의 시료용액을 정확히 취해 10□ 메스플라스크에 넣고 흡수액으로 눈금까지 채운다.

오존이 분해될 때까지 20분간 기다린다.

⑶ 정   량

위의 각 측정을 위해 시료를 흡입시키지 않는 TCM용액 10□를 25□ 메스플라스크에 넣고 바탕시험용액(Reagent Blank) 조제용으로 한다.

표준용액은 검량선용 아황산 - TCM용액 2□ 및 TCM용액 8□를 25□ 메스플라스크에 넣어 조제한다.

위의 각 메스플라스크 및 시료가 채취된 용액의 플라스크에 0.6% 술파민산 1□를 각각 가해서 질소산화물로부터 생성된 아질산염을 파괴하기 위해 10분간 방치한다.

0.2% 포름알데히드 2□를 정확히 취해 각 플라스크에 가한 다음 파라로자닐린 용액 5□씩을 각각 가한다. 정확히 30분후에 위의 각 플라스크를 바로 끓여서 식힌 증류수로 눈금까지 채워서 이 용액을 잘 섞는다. 30~60분 후에 파장 548nm에서 시료용액, 바탕시험용액 및 표준용액(Contron Solution)의 휴광도(10□셀)을 측정한다.

흡광도 측정의 대조액으로는 증류수를 사용한다.(바탕시험용액의 흡광도는 흡광광도계의 시료측정실(Cell Compartment)에서 일어날 수 있는 온도변화가 흡광도에 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

발생된 용액은 흡수셀에 오래 두면 엷은 물감의 막이 형성될 수 있으므로 흡광도 측정후 바로 버리고 알콜로 깨끗이 씻어 두어야 한다.(측정온도가 검량선 작성때의 온도와 20℃ 이내의 차이가 있으면 바탕시험용액의 흡광도는 검량선의 y측절편의 0.03 이내에 오게 되며 바탕시험용액의 흡광도가 검량곡선의 흡광도 0.03이상이면 검량곡선을 다시 작성하여야 한다.

⑷ 흡광도의 범위

시료용액의 흡광도가 1.0~2.0이면 시료용액을 바탕시험 용액으로 1 : 1로 희석하고 수분내에 측정하여야 한다.

흡광도 값이 높은 용액을 6배까지 바탕시험 용액으로 희석할 수 있고 이때 흡광도는 본래 흡광도 값의 10%이내가 된다.

5.1.7 교정 및 효율

⑴ 유량계와 주사침

유량계와 주사침은 습식 가스미터로 교정한다.

⑵ 검량선

① 아황산용액을 사용하는 방법

검량선용 아황산 - TCM용액을 단계적으로(0, 0.5, 1, 2, 3 및 4□등) 정확히 취하여 각각 25□ 메스플라스크에 넣고 각각의  메스플라스크에 TCM용액을가하여 약 10□가되도록 한다. 이하 5.1.6의 분석방법에 따라 각 용액을 가하고 흡광도를 측정한다.

이 조작은 최고정밀도를 얻기 위하여 항온조내에서 행하고 검량선을 만들 때의 온도는 분석조작시의 온도의 2℃이내어야 한다.

각 용액의 전체 SO2 농도(□SO2)에 대한 흡광도를 그래프상에 그린다. 용액의 전체  표준용액 1□당 농도(□SO2/□)에 첨가한 표준용액으로의 □를 곱한 것이다(□SO2=□/□SO2×첨가한 □). 검량선은 직선관계가 성립되어야 하고 y절편(표준용액 0의흡광도)은 0.03 이내이어야 한다.

최대의 정밀도를 얻기 위해서 최소 자승법에 의한 회기분석을 사용하여 가장 적당한 선을 구한다. 이 선의 기울기를 구하고 그 역수를 게산하여 B2로 표시한다. 이 교정역가(Calibration Factor)는 온도와 pH가 크게 변화하지 않는다면 측정치의 계산에 사용할 수가 있다. 적어도 매년 측정시마다 교정역가의 신뢰도를 보장하기 위해서 SO2 농도를 알고 있는 표준시료로 측정하여야 한다.

② 아황산가스 침투관(Permeation Tube)을 사용하는 방법

측정하고자 하는 정도로 아황산가스의 농도를 정확히 알고 있는 가스시료는 침투관을 사용하여 얻을 수 있다. 이러한 가스시료를 만드는 장치중에서 침투관(Permeation Tube)은 관의 온도를 일정하게(±1℃) 유지하고 사용온도에서 관을 정확히 교정하면 농도를 알고 있는 저농도 일정유량의 아황산가스를 발생한다.

관으로부터 새어나오는 아황산가스는 낮은 유속의 불활성가스에 의해 혼합실로 운반되고 여기서 측정하려고 하는 농도로 깨끗한 공기와 정확하게 혼합 희석되어 시료로 취해진다.

이러한 계통은 그림 3과 그림 4에 그 구성도를 나타내었다. 삼출속도(渗出速度)를 보증하는 침투관(Permeation Tube)은 미국 NBS로부터 공급받을 수 있다.

③ 표준공기 조제

관의 삼출속도가 0.2~0.4□/분, 불활성가스 유속이 약 50□/분, 희석공기 유량 1.0~15□/분은 요구하는 정도의 SO2(25~390□/□, 0.01~0.15ppm SO2)를 포함하는 표준대기를 편리하게 만들 수 있다. 이러한 표준대기중 아황산가스의 농도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

[eqn: C~=~ { p TIMES { 10}^{3 } } over { Rd TIMES { R}_{1 } }]

C	: 표준상태에서 SO2의 농도(□/□)

P	: 침투관의 삼출속도(□/분)

Rd	: 표준상태에서 희석공기유량(□/분)

R1	: 표준상태에서 불활성가스유량(□/분)

그림 3  침투관을 이용한 교정장치(현장시험용)

④ 시료채취 및 검량선 작성

SO2의 농도가 25~390□/□ 범위에 있는 여러개의 표준가스(보통 6개)를 시료와 같은 장치를 사용하여 채취 조제한다. 시료와 같은 량의 표준가스를 정확히 취하고 4.1.6의 분석방법에 따라 조작하여 흡광도를 측정한다. SO2의 농도(□/□)(x축에 취함)와 흡광도(y축에 취함)와 이 관계를 그래프에 그리고 가장 적합한 적선의 기울기를 구한다.

최소 자승법에 의한 희귀분석에 의하여 기울기를 계산할 수도 있다. 기울기의 역수를 계산하고 이를 Bg로 한다.

그림 4  실험실에서 사용하는 침투관 구성

⑤ 포집효율

포집효율은 98% 이상이나 농도가 25□/□ 이하가 되면 98% 이하가 된다.

5.1.8 계   산

⑴ 부피의 환산

시료 채취량은 25℃, 760mmHg의 상태로 환산한다.(24시간 시료채취 방법은 이런 환산이 불가능하다)

[eqn: Vr~=~V TIMES { P} over {760 } TIMES { 298} over {273+t }]

Vr	: 25℃, 760mmHg에서의 시료가스량(□)

V	: 시료채취량(□)

P	: 시료 채취시의 대기압력(mmHg)

t	: 시료 채취시의 온도(℃)

⑵ SO2 농도

아황산염 표준용액을 사용하여 검량곡선을 만들 때는 시료중의 아황산가스농도를 다음과 같이 계산한다.

[eqn: □SO2/□~=~ { (A- { A}_{0 } )~( { 10}^{3 } )~(Bg)} over { Vr} TIMES D]

여기에서	A	: 시료용액의 흡광도

Ao	: 바탕시험용액의 흡광도

103	: □를 □으로 환산하기 위한 것

Vr	: 25℃, 760mmHg의 상태로 환산한 시료채취량(□)

Bg	: 검량계수(□/흡광도)

D	: 희석률(Dilution Factor)

30분 및 1시간 시료채취시 D = 1

24시간 시료채취시 D = 10

⑶ 아황산가스 표준가스를 사용하여 검량곡선을 만들 때는 시료중의 아황산가스 농도를 다음과 같이 계산한다.

□ SO2/□ = (A-Ao) × Bg

A	: 시료용액의 흡광도

Ao	: 바탕시험 용액의 흡광도

Bg	: 검량계수(□/흡광도)

아황산가스농도(□/□)를 ppm단위로 계산하고자 할 때는 25℃, 760mmHg에서 다음과 같이 계산한다.

ppm SO2 = □ SO2/□ × 3.82 ×10-4

5.2 산정량 수동법

5.2.1 측정원리

시료중의 아황산가스를 묽은 과산화수소수 용액이 들어 있는 드레셀병(Drechsel Bottle)에 흡수시킴으로서 아황산가스를 황산으로 변화하도록 하고 이때 발생한 황산의 양을 표준알칼리 액으로 적정하여 아황산가스 농도를 구하는 방법이다.

⑴ 측정범위 및 검출한계

시료를 높은 유속으로 채취하는 방법(5분~4시간 시료채취)과 낮은 유속으로채취하는 방법(4~72시간 시료채취)의 두가지 방법이 있으며 높은 유속으로 채취하는 방법은 일반적으로 아황산가스농도가 1,000□/□ 이상의 시료에 사용된다.

⑵ 방해물질

이 방법은 아황산가스를 산화시킨 다음 산도를 측정하게 되므로 산 또는 알칼리가스 및 증기가 방해를 하기 때문에 아황산가스에 대해 선택적인 분석방법은 되지 못한다. 정상적인 도시의 대기는 이 측정에 실질적으로 방해를 줄만한 산의 증기는 없고 단지 공장 등에서 배출되는 염산, 질산 또는 초산이 확산되어 있는 지역에서는 이 방법을 사용하기 곤란하다.

도시 대기중에 존재하는 탄산가스의 방해는 흡수액의 pH를 4.5로 조절하므로 막을 수 있다. 이 pH에서 대기중의 정상적인 탄산가스 농도는 평형상태를 이루게 된다. 암모니아의 방해는 따로 측정을 해서 계산할 수 밖에 없다. 이 방법은 50□ 흡수액속에 아황산가스가 10□이하로 들어있을 때는 검출되지 않으며 이 방법의 재현성은 좋은 편이다.

5.2.2 정밀도

황산 1,531□(SO2 1,000□에 상당함)을 흡수액에 가하고 이 방법으로 시험하였을 때 10번 시험의 평균치는 1,022□SO2, 표준편차는 16□, 측정치는 994~1,042□ 범위에 있다.

5.2.3 장치구성

⑴ 흡수병

높은 유속으로 시료르르 채취하는 방법에서는 특수한 분산기(Restricted Orifice Disperser 또는 Disperser Fitted With Sintered Glass Discs)를 가진 약 500□용량의 유리병이 적당하다.

처음 사용하는 흡수병은 흡수병에 흡수액과 지시용액을 가하고 48시간 동안에 흡수액의 산도의 변화를 관찰한다. 이 기간 동안에 흡수액의 색이 변하면 흡수병에 2N 염산을 채우고 24시간 방치한 후 버리고 깨끗이 씻는다. 다시 흡수액과 지시용액을 넣어 48시간 동안 산도의 변화를 관찰한다.

낮은 유속으로 시료를 채취하는 방법에서는 125□ 드레셀(Drechsel)형의 흡수병이 적당하다.

⑵ 흡인펌프 및 유량조절계

높은 유속으로 시료를 채취할 때는 흡수병에 10~30□/분의 일정유량으로 시료를 공급할 수 있는 흡인펌프 및 유량조절계를 사용하여야 하며 낮은 유속으로 시료를 채취할 때는 1.5~3□분의 범위에서 동작되는 흡인펌프가 필요하다.

⑶ 유량계 및 가스미터

1~5□/분으로 유량을 측정하기 위한 유량계(낮은 유속으로 시료채취)나 5~40□/분으로 유량을 측정하기 위한 유량계(높은 유속으로 시료채취) 또는 10.02□의 정확도로 부피를 측정할 수 있는 가스미터.

⑷ 여과지 지지대

중앙에 지름 2.5~5.0□의 노출된 부분을 남기고 지름 4.25~7.0□의 여과기를 고정시킬 수 있는 것.

⑸ 분진 제거용 여과지 지름 4.25~7.0□의 원형 여과지(Whatman NO. 1) 또는 동등 이상품.

⑹ 수은 압력계

5mmHg의 정확도를 갖는 것

⑺ 관

여과지 지지대에서 흡수관 입구까지 연결하기 위한 깨끗한 플라스틱관(보기 PVC관)

⑻ 피   펫

50□용량

⑼ 뷰   렛

10□(0.01□ 간격으로 눈금이 매겨져 있는 것)

25□(0.1□까지 눈금이 매겨져 있는 것)

⑽ 실 린 더

50□ 폴리에틸렌제(눈금이 매겨져 있는 것)

⑾ 온 도 계

1℃의 정확도를 갖는 것.

5.2.4 시   약

⑴ 지시용액

특별한 혼합지시용액(Bromcresol Green 0.06g과 Methyl Red 0.04g을 메틸알코올 100□에 녹인 것)으로서 pH4.5에서 회색, 산성에서는 오렌지 - 적색(Orange-Red)이고 알칼리성에서는 청색을 나타낸다.

⑵ 4 붕산 나트륨용액

0.01N - NaB4O7·10H2O의 일차 표준용액이며 수산화나트륨 또는 탄산나트륨을 적당히 표정하여 사용할 수도 있다.

⑶ 황산용액(0.01N)

0.1N - 황산용액을 물로 10배로 묽혀 사용한다.

⑷ 과산화수소

6W/V% 용액

⑸ 흡수용액

진한 과산화수소(30%H2O2)를 묽로 묽혀 약 0.3W/V%용액 1□를 만든다. 이용액 50□에 지시용액 2~3방울 가하고 0.01N 알칼리로 회색 종말점이 될 때까지 적정한다. 만일 용액이 알칼리성이면 0.01N 황산으로 적정하고 적정에 사용한 알칼리 또는 산의 양을 기록한다. 이 량의 19배를 남아 있는 950□의 과산화수소수에 가하고(이 용액은 지시용액으로 시험하면 회색이 된다) 색이 있는 유리병에 넣어 차고 어두운 곳에 보관한다. 이 용액은 2~8℃에서는 적어도 1개월 동안은 안정하지만 사용전에 이 액의 일부를 취하여 지시용액으로 확인하여야 한다.

암모니아에 의한 방해가 예상되면 0.06W/V%과산화수소를 함유하는 흡수액을 사용하는 것이 필요하다. 왜냐하면 이 용액은 용해되어 있는 암모니아에 대한 낮은 바탕시험 값을 갖기 때문이며 녹아 있는 암모니아에 대한 바탕값은 흡수액 1□당 암모늄이온(NH4+) 0.5□ 이하이어야 한다.

5.2.5 시료채취방법

분진 여과기, 흡수병, 유량조절장치 및 흡인펌프를 포함하는 시료채취장치를 준비한다.

흡수병은 흡수액으로 충분히 씻은 다음 흡수용액 약 50□(더운 기후에서는 증발을 고려하여 75□)를 가한다. 시료채취 시간과 유속은 아황산가스 농도와 측정에 요구되는 기간에 따라 다르다. 아황산가스 농도가 100□/□ 이하의 시료는 적어도 24시간 동안을 시료를 채취하여야 하고 흡인유속을 빨리하여 짧은기간 동안에 시료를 채취할 때는 500□ 용량의 흡수병에 채취하고 흡인유속을 느리게 하여 오랜기간 동안 시료를 채취할 때는 125□ 드레셀형의 흡수병에 채취하여야 한다. 3분 이하의 짧은 시간에 시료를 채취할 때의 유량은 유량계와 스톱워치를 사용하여 측정하여야 한다. 흡수병 속의 용액은 직사광선에 노출되면 지시약이 변질되므로 직사광선에 노출되는 것을 피하여야 한다.

분진이 흡수병에 들어가는 것을 방지하기 위해 사용되는 여과지는 노출된 부분의 지름이 2.5~5.0□의 것이 적당하고 오랜기간동안 시료를 채취할 때는 더 넓은 여과지를 사용하는 것이 좋다.

추운 기후에서는 흡수병에 얼음이 얼 염려가 있으므로 흡수병을 흡인펌프 가까이에 두고 보온을 하여야 한다.

5.2.6 분석방법

시료용액에 지시용액 두방울을 가하고 0.01N 알칼리용액으로 적정하여 회색이 될 때를 종말점으로 한다. 이 때 종말점 가까이에서 흡수병의 입구측 관의 내부를 소량의 흡수액으로 씻어 넣고 적정을 계속하여야 한다 종말점에서 색깔의 구별을 쉽게 하기 위하여 사용하지 않은 흡수액과 지시용액을 넣은 조절병을 사용할 수도 있으며 일광 또는 적당한 인조광을 사용하면 종말점을 더 쉽게 판단할 수 있다. 종말점(pH 4.5)은 pH미터를 사용하여 판단할 수도 있다. 시료중의 아황산가스의 농도는 다음식으로 구한다.

[eqn: S~=~ { 32,000 TIMES N TIMES v} over { V}]

S	: 아황산가스의 농도(□/□)

N	: 알칼리의 규정도(0.01N)

v	: 적정에 사용한 알칼리의 양(□)

V	: 시료가스 채취량(□)

아황산가스의 농도가 100□/□ 이하로 생각되면 암모니아가스에 의한 방해는 측정할 수 있다. 즉 지시용액을 가하고 적정을 하기전에 시료용액의 양을 측정하고 이중에서 5□를 취하여 녹아 있는 아모니아 가스 측정용으로 한다(암모니아 측정방법은 다음에 설명한다). 아황산가스의 정확한 농도는 다음식에 의하여 구한다.

정확한 SO2(□/□) = S + 1.88y

S : SO2의 농도(□/□)

y : NH3의 농도(□/□)

시료용액이 지시용액을 가한 후 청색으로 변하면 암모니아가스가 아황산가스의 화학당량 이상으로 존재하는 것이므로 이런 경우는 용액을 0.01N 황산으로 회색이 종말점에 도달할 때까지 적정하고 그 값을 알칼리 적정할 때와 같은 방법으로 계산한다. 단 이때 S값을 부(-)의 값으로 취급하면 된다.

암모니아에 의한 방해가 예상되면 다음과 같은 방법으로 측정한다.

5.2.7 교   정

아황산가스 교정을 위한 시료용액중의 암모니아 측정방법 : 암모니아가 녹아 있는 시료용액을 네슬러시약(Nessler's Reagent)으로 처리하면 오렌지-황색(Orange-Yellow)가 생긴다. 암모니아의 농도는 이 색의 강도를 흡광광도계나 비색계를 사용하여 측정한다.

⑴ 장   치

① 병 : 1□용량

② 메스실린더 50 및 500□

③ 메스플라스크 : 250□ 및 100□

④ 피  펫 : 10□ 및 5.0□(0.1□ 눈금) 1.0□(0.01□ 눈금)

⑤ 시험관 : 10□ 유리마개가 있는 시험관 6개

⑵ 시   약

① 네슬러시약(Nessler's Reagent) : 요오드칼륨 50g을 물 35□에 녹이고 염화수은(HgCl2) 포화용액을 약간 탁도가 생길때까지 가한다. 다시 9N 수산화나트륨 400□를 가하고 전체용액을 물로 1□가 되게 한 후 흔들어 섞은 다음 어두운 곳에 하루밤동안 방치한다. 맑은 상등액을 따라 사용한다.(주의 : 이 용액이 잘못하여 살갗에 묻었을 때는 즉시 물로 잘 씻어야 한다.)

② 염화암모늄용액 : 시약용 염화암모늄(NH4Cl) 0.8g을 250□ 물에 녹여 만든다. 이 용액 10□를 취하여 물로 1,000□로 묽혀 네슬러시약의 교정에 사용한다. 이 묽은 용액(A) 1□는 10W/0.788□ NH3를 포함한다.(W : 물 250□에 녹인 염화암모늄의 정확한 무게)

③ 물 : 탈이온수를 사용한다.

⑶ 분석방법

마개가 달린 시험관에 용액 A 0.5, 1, 2, 3 및 4□를 각각 취하여 넣고 염화암모늄의 묽은 용액을 만든다. 각각의 시험관에 네슬러시약 0.5□씩을 가하고 물로 5□가 되도록 한다. 별도로 사용하지 않은 흡수용액 4.5□에 네슬러시약 0.5□를 가하여 바탕시험 용액을 만든다.

440~460nm 사이의 파장을 선택하여 각각의 흡광도를 측정한다. 표준용액의 흡광도를 바탕시험 용액의 흡광도로 보정하고 보정된 흡광도와 암모니아 농도와의 관계선을 작성한다. 농도의 표시는 용액 5□당 □으로 표시한다.

흡수용액중의 암모니아 농도는 흡수용액에 네슬러시약 0.5□를 가하고 흡광도를 측정하여 바탕시험용액으로 보정한 후 검량선에 의해 구한다.

암모니아의 농도는 다음 식에 의하여 얻어진다.

[eqn: { NH}_{3 }(□/□)~=~ { a} over { 4.5} TIMES { d} over {V }]

a	: 흡수용액의 량(□)

d	: 표준용액 5□당 암모니아의 농도(□/5□)

V	: 시료채취량(□)

5.3 산정량 반자동법

5.3.1 측정원리

시료중의 아황산가스를 묽은 과산화수소용액이 들어 있는 드레셀병에 흡수시켜 황산(H2SO4)으로 산화시켜 이 용액을 표준 알칼리용액으로 적정하여 아황산가스 농도를 3시간 또는 24시간마다 연속적으로 측정하는 방법이다.

비  고 :

⑴ 측정범위 및 검출한계

5.2.1 ⑴에 따른다.

또한 낮은 유속으로 채취하는 방법의 측정범위는 아황산가스농도 15□/□이상의 시료에 사용된다.

⑵ 방해물질

5.2.1 ⑵에 따른다.

5.3.2 정밀도

5.2.2에 따른다.

5.3.3 장치구성

이 측정기의 장치구성은 다음과 같다.

⑴ 유입깔때기(Inlet Funnel) 1개

유입깔때기는 초자 또는 테프론으로 흡입구의 직경은 4□, 내경은 6.5□ 정도이다.

⑵ 유입관(Inlet Manifold System) 1개

유입관의 각 지관은 본관과 135°±15°의 각도를 갖고 있어야 한다(그림 5참조).

⑶ 여과지 죔쇠(Clamp) 8개

죔쇠는 측정기에 따라 직경 10□(4″), 5□(2″), 2.5□(1″), 1.25□(1/2″)로 한다.

⑷ 죔쇠고정기(Centring Device) 1개

여과지 죔쇠의 상반부와 하반부가 잘 맞도록

⑸ 드레셀병(Drechsel Bottle)(두부포함) 8개

이 병은 용량 125□이며 경질초자(Borosilicate)로 만들어져 있어야 한다.(소다초자는 알칼리성 유리이므로 아황산가스 측정시 적당치 않다).

⑹ 병판(8-Port Valve) 1개(그림 6 참조)

그림 5  유  입  관                         그림 6  병    판

⑺ 건식가스미터(Dry Gas Meter) 1개

⑻ 흡인펌프(Suction Pump) 1개

흡인펌프는 정량펌프(Constant Flow Pump)로 1.5□/분의 용량으로 조절될 수 있어야 한다(항시 일정량의 공기를 흡인할 수 있어야 한다).

5.3.4 시   약

5.2.4에 따른다.

5.3.5 측정방법

측정기의 사용설명서에 따라 설치, 측정준비 및 측정을 한다.

5.3.6 계   산

아황산가스 농도의 계산은 다음에 의한다.

[eqn: { Cso}_{2 }~=~ { 320T} over {V }]

Cso2	: 아황산가스의 농도(□/□)

T	: 붕산나트륨의 사용량(□)

V	: 채취시료공기량(□)

ppm단위로 계산하고자 할 때는 표준상태에서 다음과 같이 계산한다.

SO2(ppm) = □SO2/□×3.82×10-4

(25℃, 760mmHg)

5.4 용액전도율(Conductivity Method)

5.4.1 측정원리

이 방법의 흡수액(황산 산성의 과산화수소용액)에 시료대기를 흡수시켰을 때 흡수액의 전도율의 변화로부터 시료대기중에 포함되어 있는 아황산가스 농도를연속적으로 측정한다,

이 방식은 다음 두 종류로 한다.

⑴ 간혈형

일정량의 흡수액에 일정량의 시료대기를 일정시간 통과시키면 아황산가스를 흡수하여 그 전도율의 증가에 대응하여 지시기록을 하게 된다.

⑵ 연속성

흡수액과 시료댁를 일정유량비로 접촉시켜 아황산가스를 흡수시킨다. 이 전도율의 변화를 측정해서 시료대기중에 포함된 아홍산가스 농도를 연속적으로 순간치로 측정기록한다.

비  고 :

① 측정방법

이 방법에 의하여 정확히 측정될 수 있는 아황산가스의 최소농도는 0.01ppm이며 흡수액 및 시료대기량을 적절히 조절하면 3.0~10.0ppm까지의 농도는 측정 할 수 있다.

이 이상의 농도(10% 정도)는 적당한 셀상수(Cell Contant)를 가진 전극과 시료 및 흡수액의 양을 조절하면 측정할 수 있고 0.01ppm 이하의 범위는 더 큰 전극을 사용하거나 온도조절 및 공기방울에 의한 방해의 제거 등으로 측정할 수 있다.

② 방해물질

이 방법에 의한 방해요인은 다음과 같다.

ⓐ 전기 전도율은 모든 이온 용액의 성질이며 어떤 특정화합물의 특성이 아니다. 그러므로 용액에 녹아 전해질을 형성하는 모든 용해성 가스는 방해요인이 된다. 특히 모든 할로겐화 수소는 정량적으로 측정된다. 그러나 특정오염지역을 제외하고는 이러한 가스들을 아황산가스에 비하여 극히 적게 존재한다.

ⓑ 약산성가스 즉 황화수소(H2S)와 같은 것은 용해도가 적고 전도도가 나쁘기 때문에 방해되지 않으며 보통 대기중에 존재하는 탄산가스(CO2)는 흡수액이 알칼리성이 아닌 한 방해요인이 되지 않는다.

ⓒ 암모니아와 같은 알칼리성 가스는 산을 중화시켜 낮은 전도도 값을 나타내며 석회가루나 다른 알칼리성을 나타내는 입자가 흡수되면 낮은 값을 나타내므로 제거하여야 한다.

ⓓ 염화나트륨(NaCl)이나 황산(H2SO4)과 같은 중성 또는 산성 에어로졸(Aerosol)은 용해도, 이온화도 및 흡수제의 제거능력 등에 따라 다른 높은 값을 나타낸다. 이들 에어로졸은 그 입자가 크지 않는 한 잘 제거되지 않으며 특히 황산에어로졸은 쉽게 이들 흡수제를 통과한다.

5.4.2 성   능

⑴ 간헐형

① 측정범위 : 0~1ppm을 2~5단계로 구분한다.

② 재현성 : 각 측정단계마다 최대눈금값의 ±2%이내이어야 한다.

③ 제로 드리프트(Zero Drift) : 24시간 동안에 각 측정단계마다 최대 눈금값의 ±2% 이내이어야 한다.

④ 스팬 드리프트(SPan Drift) : 24시간 동안에 각 측정단계마다 최대 눈금값의 ±2% 이내이어야 한다.

⑤ 직선성 또는 지시오차 : 각 측정단계마다 최대눈금값의 ±4% 이내이어야 한다.

⑥ 주위온도변화에 대한 안정성 : 주위온도가 표시허용온도 범위내에서 5℃ 변화하더라도 위의 ③ 및 ④에서 규정한 성능을 만족시켜야 한다.

⑦ 전원변동에 대한 안정성 : 전압이 정격전압(正格電壓)의 10%이하에서 변동한다면 고열가스 지시값의 변동은 측정단계마다 최대눈금값의 ±1%이내이어야 한다.

⑧ 시료대기유량의 안정성 : 설정된 유량에 대해 유량의 경시변화(經時變化)는 10일동안에 ±7% 이내이어야 한다.

⑨ 레벨계의 오차 : 설정된 채취량에 대해 ±2% 이내이어야 한다.

⑵ 연속형

① 측정범위, ② 재현성, ③ 제로 드리프트, ④ 스팬 드리프트, ⑤ 주위온도변화에 대한 안정성 및 ⑥ 전원변동에 대한 안정성은 간헐형의 규정에 따른다.

⑦ 직선상 또는 지시오차(指示誤差) : 각 측정단계마다 최대 눈금값의 ±5% 이내이어야 한다.

⑧ 응답시간(應答時間) : 제로가스를 도입하여 지시기록을 안정 시킨후 유로를 스팬가스 도입으로 바꾼다음 지시기록이 스팬가스 도입때부터 최종 지시치의 90%값에 이르기까지의 시간(분)을 측정했을 때 5분 이하이어야 한다.

⑨ 흡수액 송액량의 오차 : 설정 송액량의 ±2%이내이어야 한다.

5.4.3 장치구성

이 방법에 사용되는 측정기는 다음과 같은 주요부분으로 구성되며 간헐형과 연속형의 두가지 종류가 있다.

⑴ 시료채취부 : 시료채취부는 시료도입구, 필터, 유량계, 흡인펌프 등으로 구성된다.

⑵ 분석계

① 간헐형 : 가스흡수부, 흡수액 탱크, 흡수액 송액펌프, 증폭기, 프로그래머(Programmer), 자동단계 스윗치(Range Switch) 등으로 구성된다.

② 연속형 : 가스흡수주, 측정전극, 흡수액 탱크, 흡수액 송액펌프, 증폭기, 항온부 등으로 구성된다.

⑶ 증폭기 : 검출기 신호를 지시기록하는데 필요한 레벨까지 증폭하기 위한 것이다.

⑷ 지시기록계 : 아황산가스 농도를 기록한다.

⑸ 기타 부속장치

5.4.4 시   약

⑴ 간헐형 흡수액 : 순수한 물 20□에 0.1N 황산 2□ 및 과산화수소수(30%) 4□를 가하여 잘 섞어 사용한다.

이 용액의 전도율은 20℃에서 약 4□□/□이다. 이 때 사용하는 물의 전도율은 1□□/□이하이어야 한다.

⑵ 연속형 흡수액 : 측정기에 규정된 황산산성의 과산화수소용액을 흡수액으로 사용한다.

예를 들면 0.25×10-5N 황산을 포함하는 과산화수소용액(0.006%)는 0.1N황산 0.5□와 과산화수소수(30%) 4□를 순수한 물에 가하여 20□로 만든다.

이 흡수액의 전도도는 20℃에서 약 20□□/□이다. 또한 25×10-5N 황산을 함유하는 과산화수소용액(0.006%) 20□를 조제하는 데는 0.1N 황산 10□ 및 과산화수소수(30%) 4□를 순수한 물에 가하여 20□로 한다.

이 흡수액의 전도율은 20℃에서 약 20□□/□이다. 또한 위의 흡수액을 조제할 때 사용하는 순수 전도율은 0.5□□/□이하이어야 한다.

5.4.5 측정방법

⑴ 측정기의 사용설명서에 따라 설치, 측정준비 및 측정을 한다.

⑵ 5.4.5의 교정방법에 따라 측정기를 교환한다.

⑶ 측정기 교정이 끝나면 시료대기를 규정된 유량으로 도입하여 측정기록한다.

5.4.6 측정기 교정

⑴ 정적 교정방법(靜的 校正方法)

정적 교정방법은 눈금 교정용 등가액을 사용해서 다음 방법으로 측정기의 눈금교정을 한다. 단, 이 방법은 간헐형 용액 전도율법에만 적용한다.

① 제로조정 : 제로조정용 등가액을 가스흡수부에 넣고 측정하여 측정기 지시가 안정되면 제로 ppm을 나타내도록 제로조정을 한다.

② 스팬조정 : 스팬조정용 등가액을 가스흡수부에 넣고 측정하여 측정기 지시가 안정되면 등가액에 상당하는 아황산가스농도를 나타내도록 스팬조정을 한다.

③ 제로조정용 등가액 : 흡수액을 그대로 사용한다.

④ 스팬조정용 등가액 : 다음식을 사용하여 측정범위의 최대치 부근의 농도에 대응하는 등가액 조제용원액 v□를 취하여 흡수액으로 1□로 묽혀 사용한다.

[eqn: v~=~8.93 TIMES { 10}^{-3 } TIMES { 1} over {0.01N } TIMES C TIMES { Vs} over {Vr } TIMES { 273} over {273+t }]

여기에서 v	: 등가액 조제용 원액의 채취량(□)

N	: 등가액의 황산농도(Normality)

C	: 대응하는 아황산가스농도(ppm)

Vs	: 시료공기통과량[통기유량(□/분)×통기시간(분)]

Vr	: 가스흡수부에서의 흡수액의 접촉량

[흡수액의 채취량(□)]

t	: 20℃

⑤ 교정은 원칙적으로 흡수액을 조제할 때마다 실시한다.

⑵ 동적 교정방법(動的 校正方法)

측정기가 정상상태가 된 다음 교정용가스 조제장치에 의한 표준가스를 사용해서 다음과 같은 방법으로 측정기의 눈금을 교정한다.

① 제로가스를 규정한 유량으로 도입해서 지시가 안정된 후 제로교정을 한다.

② 스팬가스를 규정된 유량으로 도입해서 스팬조정을 한다.

③ 필요에 따라 ①②를 되풀이 한 다음 제로 및 스팬값이 ±2%의 재현성을 가져야 한다.

④ 교정은 원칙적으로 1일 1회 하여야 한다.

5.4.7 유지보수

필요에 따라 정기적으로 다음 사항을 보수 점검한다.

⑴ 일반적인 사항

① 필터의 교환

② 시료유량의 점검

③ 기록지의 교환

④ 기록잉크의 교환

⑤ 기록지의 기록상태가 시간과 잘 맞는지의 확인

⑥ 성능확인을 위해 필요한 시험

⑦ 기타 필요한 사항

⑵ 특수사항

① 흡수액의 공급

② 송액펌프 격막의 교환

③ 적극 세척

④ 흡수액량의 확인

5.5 불꽃광도법(Automatic Method with Flame Photometer Detector)

5.5.1 측정원리

이 방법은 수소염중에 황화물을 함유하는 시료 대기를 흡입시키면 황화합물이 불꽃중에서 열분해할 때 근자외선영역에 상당히 강한 발광현상을 일으키는 것을 이용하여 그 빛의 강도를 광전자 증배관에 의해 측정해서 시료대기중에 포함되는 황화합물을 아황산가스로 연속 측정하며 측정범위는 0.005~1.0ppm이다.

비  고 :

⑴ 방해물질

이 방법은 모든 황화물에 대하여 반응하는데 황화물의 농도가 아황산가스 농도의 5%이하일 때는 영향이 적으나 그 이상일 때는 적당한 전처리를 하여 방해물질을 제거한 후에 측정한다.

5.5.2 성   능

⑴ 측정범위

0~1ppm을 2~5단계로 구분한다.

⑵ 재현성

각 측정단계마다 최대눈금 값의 ±2%이내이어야 한다.

5.5.3 장치구성

이 방법에 사용되는 측정기는 다음과 같은 주요부분으로 구성된다.

⑴ 시료채취부 : 시료채취부는 시료도입구, 필터, 유량계, 흡입펌프 등으로 구성한다.

⑵ 분  석  계 : 분석계는 발광조, 광전측광부, 증폭기, 리니어라이저(Linearizer) 등으로 구성된다.

5.5.4 시   약

⑴ 수 소 : 순도 99.8%이상의 수소 또는 수소발생기를 사용한다.

⑵ 공 기 : 황화물이 포함되지 않은 깨끗한 공기를 사용하여야 한다.

5.5.5 측정방법

⑴ 측정기의 사용설명서에 따라 설치, 측정준비 및 측정을 한다.

⑵ 5.4.6 ⑵의 교정방법에 따라 측정기를 교정한다.

⑶ 측정기 교정이 끝나면 시료를 규정된 용량으로 도입하여 측정 기록한다.

5.5.6 측정기 교정

5.4.6 ⑵에 따른다.

5.5.7 유지보수

필요에 따라 정기적으로 다음 사항을 보수 점검한다.

⑴ 일반적인 사항

용액전도율 측정기 유지보수 5.4.7 ⑴에 준한다.

⑵ 특수사항

① 수소탱크의 압력 확인

② 수소발생기를 사용할 때는 증류수량을 확인

5.6 자외선 형광법

5.6.1 측정원리

이 방법은 비교적 단파장영역의 자외선에 의해 여기(勵起)되어진 아황산가스 분자로부터의 발생되는 형광강도에 의해 시료대기중에 포함되는 아황산가스 농도를 연속적으로 측정하는 방법이다.

비   고 :

⑴ 측정범위 및 검출한계

아황산가스 분자로부터 방출되어지는 형광자외선 강도는 0.002~500ppm의 아황산가스 농도에 있어 직선적 응답을 나타낸다. 검출한계는 0.5ppb이고 보통 측정범위는 0~0.2ppm이다.

⑵ 방해물질

대기중에 아황산가스의 농도정도로 공전되는 가스에는 별 영향이 없다. NO에 대해서는 SO2 농도와의 상대감도는 1/100정도이다.

또한 0.2ppm SO2/Air에 대하여 H2O 농도 1.21% 혼입에 의해 약 32ppb의 영향이 있어 제습기를 부착하면 실측에는 별 영향이 없다.

- 공존 가스에 의한 영향

공 존 가 스	농 도	영 향 치
CO2 CO NO NO2 H2O O3 C6H4(CH3)2	745 ppm 50 ppm 0.49 ppm 0.49 ppm 1 % 1 ppm 0.2 ppm	0 0 3ppb 이하 0 120% (감소) 0 5ppb(세정기 없을 때)

5.6.2 성   능

연속형 용액전도율법 중 측정범위 및 재현성에 따른다.

5.6.3 장치구성

이 방법에 사용되는 측정기는 다음과 같은 주요부분으로 구성된다.

⑴ 시료채취부 : 시료채취부는 시료도입부, 필터, 유량계, 흡인펌프 등으로 구성된다.

⑵ 분  석  계 : 이 분석계는 제습기, 세정기, 형광실, 여기광원부, 광전증배관, 증폭기 등으로 구성된다.

5.6.4 측정방법

⑴ 측정기의 사용설명서에 따라 설치, 측정준비 및 측정을 한다.

⑵ 용액전도율법 동적 교정방법에 따라 측정기를 교정한다.

⑶ 측정기 교정이 끝나면 시료를 규정된 유량으로 도입하여 측정 기록한다.

5.6.5 측정기 교정

5.4.6 ⑵에 따른다.

5.6.6 유지보수

필요에 따라 정기적으로 다음사항을 보수 점검한다.

⑴ 일반적인 사항

5.4.7 ⑴에 따른다.

⑵ 특수사항

압력계의 점검

제 2 항  환경대기중의 일산화탄소 측정법

1. 적용범위

이 시험법은 환경대기중의 일산화탄소 농도를 측정하기 위한 시험방법이다. 비분산 적외선 분석법(자동)을 주시험방법으로 한다.

2. 측정방법의 종류

2.1 자동연속측정

2.1.1 비분산 적외선 분석법

2.2 수   동

2.2.1 비분산 적외선 분석법

2.2.2 수소염 이온화 겁출기법(가스크로마토 그래프법)

3. 용어의 뜻

이 측정법에서 사용되는 용어의 뜻은 다음에 의하고 그 이외의 것은 제2장 제1항에 준한다.

3.1 자동연속측정

3.1.1 비분산 적외선 분석법

제2장 제5항 2에 따른다.

3.2 수   동

3.2.1 비분산 적외선 분석법

제2장 제2항에 따른다.

3.2.2 수소염 이온화 검출기법

제2장 제2항에 따른다.

비고 : 비분산 적외선 분석법과 수소염 이온화 검출기법에 관한 공통사항 및 용어는 제2장 제5항과 제2항에 따른다.

4. 시료대기 채취방법

시료대기 채취방법은 제4장 제1절 3에 따른다.

5. 분석방법

5.1 비분산 적외선 분석법(자동연속측정)

5.1.1 측정원리

이 방법은 일산화탄소에 의한 적외선 흡수량의 변화를 선택성 검출기로 측정해서 환경 대기중에 포함되어 있는 일산화탄소의 농도를 연속측정하는 방법이다.

비고 : 기타 자세한 사항은 제2장 제5항을 참조항 것.

5.1.2 성   능

측정기는 다음의 성능을 만족하지 않으면 안된다.

⑴ 측정범위

측정기의 측정눈금 범위는 원칙적으로 0~50ppm 또는 0~100ppm으로 한다.

⑵ 재현성

동일조건에서 제로 가스와 스팬 가스를 번갈아 3회 도입해서 각각의 측정치의 평균치로부터의 편차를 구한다. 이 편차가 최대눈금치의 ±2%이내여야 한다.

⑶ 지시의 변동범위

스팬가스를 흘려 보냈을 때 정상적인 지시 변동의 범위는 최대눈금치의 ±2%이내여야 한다.

⑷ 제로 드리프트

동일조건에서 스팬가스를 연속적으로 도입했을 때의 변동이 24시간 동안 최대눈금치의 ±2%이내여야 한다.

⑸ 스팬 드리프트

동일조건에서 스팬가스를 연속적으로 도입했을 때의 변동이 24시간 동안 최대눈금치의 ±2%이내여야 한다.

⑹ 지시오차

제로교정 및 스팬교정을 한 후 중간눈금부근의 교정용 가스를 주입시켰을 때 이에 대응하는 일상화탄소 농도에 대한 지시오차는 최대눈금치의 ±5%이내여야 한다.

⑺ 응답시간

시료대기채취구를 통하여 설정유량의 교정용가스를 도입시켜 측정기의 지시치가 스팬가스의 90% 응답을 나타내는 시간은 2분 30초이하여야 한다.

⑻ 예열시간

전원을 넣고 나서 8시간 이내에 안정화되고 이후 제로 드리프트 및 스팬 드리프트에 관해 ⑷ 및 ⑸의 성능이 얻어져야 한다.

⑼ 간섭성분의 영향

이산화탄소 0.1%를 포함하는 질소가스를 분석계에 도입시켜 제로가스와 지시치의 차가 일산화탄소 환산치로서 1ppm이하여야 한다.

⑽ 주위온도 변화에 때한 안정성

주위온도 변화에 대한 안정성은 주위온도가 표시허용온도 범위내에서 ±5℃변동해도 ⑷ 및 ⑸의 성능을 만족시켜야 한다.

⑾ 시료대기의 유량변화에 대한 안정성

시료대기의 유량이 표시된 설정유량에 대하여 ±5% 이내로 변동해도 지시변화는 최대눈금치의 ±2%이여야 한다.

⑿ 대기압변화애 대한 안정성

대기압변화애 대한 안정성은 대기압의 1% 변화에 대하여 동일시료농도의 측정치의 차가 1% 이내여야 한다.

⒀ 전원변동에 대한 안정성

전원전압이 전격전압의 ±10% 이내로 변동해도 지시변화는 최대눈금치의 ±1% 이내여야 한다.

⒁ 전송출력

기록계용 이외로 전송출력을 필요로 할 경우는 일산화탄소 농도와 직선비례관계가 있는 직류 0~1V 혹은 1~5V(어느 것이든 내부저항 500□ 이하) 또는 직류 4~20mA로 한다.

□ 내전압

상용전원을 사용하는 측정기에서는 습도 85%이하에서 전체의 전원단자와 바깥상자와의 사이에 AC 1000V를 1분간 가해도 이상이 있어서는 안된다.

(16) 절연저항

상용전원을 사용하는 측정기에서는 습도 85%이하에서 전체의 전원단자와 바깥상자와의 절연저항은 DC 500V로 2m□이상이어야 한다.

5.1.3 장치구성

⑴ 구성일반

측정기는 시료채취부, 적외선가스 분석계, 교정용가스, 지시기록계 및 기타 부속장치로 구성되어 진다.

⑵ 시료채취부

시료채취부는 대기중의 분진을 제거해서 필요에 따라 수분도 완전 제거하든지 또한 일정한 기능을 유지할 수 있도록 하여 측정기는 필요한 시료를 연속적으로 일정유량 공급하는 것으로 다음과 같이 여과지, 마이크로여과지, 펌프, 유량계, 냉각 제습기, 변환밸브, 제어밸브 등으로 구성된다.

① 여과지

여과지는 원칙적으로 유리솜 여과지를 사용한다.

② 마이크로 여과지

마이크로 여과지는 원칙젇으로 유리솜 또는 셀룰로오즈 섬유제의 원통여과지 또는 웥판 여과지를 사용하며 유효면적은 50~30□로 한다.

③ 펌  프

펌프는 원칙적으로 다이아프램펌프를 사용하고 유량의 흡인 능력은 1~3□/분 정도라야 한다.

④ 유량계

유량계는 원칙적으로 부자형 순간 유량계를 사용한다.

⑤ 냉각 제습기

냉각 제습기는 전자냉각식 또는 전기냉각식 제습기를 사용한다.

시료대기는 보통 1~3℃로 냉각되며 응축수는 트랩을 사용하여 배출한다.또 응축수가 빙결될 염려가 있을 경우는 빙결을 방지해야 한다.

⑥ 가습기

시료중의 수분이 3℃이하에서 포화가 되는 경우는 냉각제습기 앞에 3℃ 이상을 유지시킬 수 있는 증류수를 넣은 가습기를 설치하여 시료대기를 이 속에 통과시켜 폭기(Bubbling)에 의해 3℃ 이상에서 포화수분을 포함하여야 하며, 가습수의 용량은 500□정도이다. 또한 이 가습기를 설치했을 경우는 냉각제습기 출구로부터 시료 셀까지의 도관온도는 3℃ 이상으로 유지되어야 한다.

⑦ 변환밸브, 제어밸브

변환밸브는 교정용가스와 시료가스의 유로를 변환시키는 것이다. 제어밸브는 분석기계에 도입되는 유량을 적당히 조절하기 위한 것이다. 응답속도를 향상시키기 위하여 바이패스를 설치하는 경우도 있다.

⑧ 시료대기 채취구

시료대기 채취구는 시료대기 채취관을 접속하는 부분으로 내경 6~8□의 채취관을 사용한다.

비고 : 포화수증기의 방해를 받지 않는 지외선 분석계를 사용하는 경우에는 가습기 및 냉각제습기를 생략할 수도 있다.

⑶ 적외선 가스 분석계

적외선 가스 분석계는 광원, 회전 섹타, 간섭여과셀, 시료셀, 기준셀, 검축기, 증폭기 등으로 구성된다. 검축기는 일산화탄소를, 간섭여과셀은 이산화탄소 및 수증기를 봉입한 것을 사용한다. 또 간섭여과셀 대신에 고체여과기를 사용하여 이산화탄소 및 수분의 간섭을 제거해도 좋다. 기준셀에는 질소 등 적외선 흡수가 없는 가스를 봉입한다. 시료셀의 길이는 200~1000□ 정도로 한다.

⑷ 교정용가스

제2장 제5항 6 교정용가스에 따른다.

⑸ 지시기록계

지시기록계는 일산화탄소 농도를 등분 눈금으로 지시기록한다.

⑹ 기타 부속장치

필요에 따라 다음 장치를 부착할 수가 있다.

① 자동교정기

자동교정기는 적외선가스 분석계의 제로 및 스팬의 교정을 일정 주기마다 자동적으로 행하는 것이다.

원칙적으로 교정은 24시간에 1회로 하고 소요시간은 10분 이내로 한다.

② 평균치연산기

평균치연산기는 일정시간마다의 농도 평귵치를 전기 신호로 해서 얻는 장치이다.

5.1.4 조작법

⑴ 설  치

측정기 설치장소는 다음 조건을 만족시켜야 한다.

① 진동이 없을 것

② 고농도의 부식가스, 분진 및 높은 습도를 함유한 바람이 직접 들어오지 말  것.

③ 습도가 높지 않을 것

④ 온도가 40℃ 이하로 직사일광을 피하고 온도변화가 적을 것

⑤ 전원의 전압 및 주파수의 변동이 적을 것

⑥ 시료대기 채취관을 되도록 짧게 하고 또 빗물, 배출가스 등을 직접 흡인하지 말 것

비고 : 시료대기 채취관의 재질은 흡착성이 적은 4 불화에틸렌수지 등을 사용하는 것이 바람직하다.

⑵ 측정준비

측정기의 각부를 점검하고 특히 가스가 새는지 여부를 확인하고 소정의 순서에 따라 전원을 넣고 시료대기 유량을 조정한 후 기타 필요한 조정을 한다.

⑶ 교  정

측정기가 정상 상태에 도달하면 스팬가스를 사용하여 다음 방법에 의한다.

① 제로가스를 설정 유량으로 도입해서 지시의 안정 후 영점 조정을 한다.

② 스팬가스를 설정 유량으로 도입해서 스팬 조정을 한다.

③ 필요에 따라 ① ②를 반복한 후 제로 및 스팬의 각각이 일치할 때까지 한다.

④ 교정회수는 원칙적으로 1일 1회로 한다.

비고 : 교정용가스는 다음에 의한다.

⑴ 제로가스

제로가스는 고순도 질소가스(순도 99.5%이상, 일산화탄소 함유량 0.2ppm이하)를 사용한다.

⑵ 스팬가스

스팬가스는 일산화탄소와 질소의 두 성분 혼합가스로 최대누금치의 80~100%의 농도의 것을 사용한다.

5.1.5 측   정

스팬가스의 도입을 중지하고 시료대기의 설정 유량으로 도입해서 연속 측정을 한다.

5.1.6 보수점검

필요에 따라 정기적으로 다음 사항을 보수 점검한다.

⑴ 여과지 교환

⑵ 시료대기 유량의 작동 상황의 점검

⑶ 냉각 제습기의 작동 상황의 점검

⑷ 응축수의 배출 상황의 점검

⑸ 가습기 수량의 점검

⑹ 기록지의 교환

⑺ 기록잉크의 보급

5.1.7 검량선의 작성방법

⑴ 5.1.4 ⑶의 규정에 따라 측정기를 교정한다.

⑵ 측정범위의 1/4, 2/4 및 3/4 부근의 농도의 교정용 가스를 설정 유량으로 순차적으로 도입하여 측정치를 기록한다.

⑶ 각 교정용 가스의 농도와 지시치와의 관계로부터 검량선을 작성한다.

⑷ 검량선의 작성은 필요에 따라 한다.

5.1.8 표   시

측정기에는 다음 사항을 표시해야 한다.

⑴ 제조업자명 또는 등록상표

⑵ 제조업자가 부여한 측정기형명

⑶ 제조번호

⑷ 제조년월일

⑸ 측정성분

⑹ 측정범위

⑺ 전원의 종류, 전압(V), 주파수(□), 및 소요전력(W) 또는 피상전력(VA)

⑻ 필요에 따라서는 전송출력의 종류 및 사용서에 기재한 시험성적을 첨부할 것

5.2 비분산 적외선 분석법(수동)

5.2.1 측정원리

이 방법은 일산화탄소에 의한 적외선 흡수량의 변화를 비분산 적외선 분석계를 이용하여 환경대기중에 포함되어 있는 일산화탄소의 농도를 측정하는 방법이다.

비고 : 기타 자세한 사항은 제2장 제5항을 참조할 것

5.2.2 장치구성

분석장치는 시료채취장치, 적외선 분석계 및 교정용 가스 등으로 구성된다.

⑴ 시료채취부

시료채취부는 시료채취기, 건조기, 제습기, 여과재, 펌프, 유량계 절환밸브 등으로 구성되는데 분석계에 있는 시료가스중의 수분, 분진을 제거하여 시료가스의 온도, 압력, 유량을 소정의 상태로 조정하는 역할을 한다.

저농도 측정에 있어서 수분의 영향이 클 때는 충분한 제습이 필요하다. 일반적으로 사용하는 건조제로는 실리카겔, 염화칼슘, 과염소산 마그네슘 등이다.

최근에는 건조제의 교환이 필요치 않은 전기식이나 전자 냉각식 제습기 등이 사용된다.

이 경우에는 온도를 1~2℃로 조정하여 약 60%의 항습이 되도록 한다.

⑵ 적외선 가스 분석계

일반적으로 정필터형과 부필터형으로 구분하며 정필터형의 분석계에는 측정지시 방법에 따라 편위 방식과 영위 방식이 있다.

① 편위방식 분석계

제2장 제5항 4.2에 따른다.

② 영위방식 분석계

제2장 제5항 4.3에 따른다.

⑶ 교정용 가스

제2장 제5항 6에 따른다.

5.2.3 측정기 설치

제2장 제5항 7.1에 따른다.

5.2.4 시료가스의 공기주머니 채취

대기오염의 조사에 있어서는 일산화탄소 농도의 광역분포를 조사하는 경우 전지로 동작하는 펌프나 공기주머니를 조합한 채취기를 이용하여 여러 지점에서 시료를 동시에 채취한다.

5.2.5 측   정

준비동작을 행하고 측정조작을 한다.

⑴ 준비조작

① 전원을 넣는다(분석계는 전원을 넣고 2시간 이상 예열을 한다. 보통 측정 전일에 전원을 넣고 측정하는 상태로 놓아둔다)

② 펌프를 동작시킨 상태에서 시료가스의 흡입구를 막고 각 유로의 유량계가 영점을 표시하는 가를 점검하고 누출이 없는 가를 확인한다.

③ 분석계에 제로가스를 넣고 영점 조정을 행하고 기록계의 지시가 영점을 계속적으로 표시하도록 한다.

④ 측정눈금 범위내에서 수종의 스팬가스를 넣어 스팬조정을 행한다. 각 스팬가스를 넣기 전에 반드시 제로가스를 넣고 제로 및 스팬가스의 유량은 시료가스의 유량과 동일하게 한다.

⑵ 측정조작

제2장 제5항에 7.2에 따른다.

5.2.6 농도산출

순간농도를 표시하는 방법과 어느 시간네의 평균농도를 표시하는 2가지 방법이 있다.

⑴ 순간농도

검량선이 직선으로 표시될 경우에 농도는 기록지에서 직접 읽을 수 있으나 곡선인 경우에는 기록지를 읽어서 검량선을 이용하여 농도를 구한다.

⑵ 평균농도

어느시간의 평균 농도는 어느 시간내의 기록지상의 곡선하의 면적을 기록지의 이동 거리(속도×시간)로 나누고 그 값을 얻어 기록지상의 읽은 평균치로부터 검량선에 의해 구한다.

또한 어느 시간내의 각 초, 각 분의 농도치의 합을 초수 또는 분수로 나눈 수치를 표시한다.

장치에는 일정시간의 평균치가 숫자로 기록되는 평균 농도 기록장치를 부착한 것도 있다.

⑶ 검량선

비분산 적외선 분석법의 측정법은 Lambert-Beer의 법칙에 따른다. 그러나 이 법칙은 일산화탄소의 농도와 흡광도가 직선성인 관계를 갖기 위해 일산화탄소의 농도에 따른 측절셀의 길이를 잘 조절해야 하나 측정셀의 길이가 적당하지 않을 경우에는 흡광계수가 일산화탄소의 농도에 따라 변하므로 Lambert-Beer법칙을 따르지 않는 경우가 있으므로 실제로 일산화탄소 농도에 따른 흡광도의 관계의 검량선을 실험적으로 구하여 적용한다.

비고 : 검량선 작성

일산화탄소의 농도에 따른 흡광도를 측정하여 횡측에는 일산화탄소 농도, 종축에는 흡광도로 하여 일산화탄소의 농도와 흡광도의 측정치로부터 점을 찍고 점과 점사이를 연결하여 검량선을 작성한다.

5.3 수소염 이온화 검출기법(가스크로마토 그래프법)

5.3.1 측정원리

시료가스의 일정량을 채취하여 이것을 가스크로마토 그래프에 도입하여 얻어지는 크로마토그램의 피이크의 높이로서 일산화탄소 농도를 구하는 방법이다. 이 방법에는 열전도형 검출기와 수소염 이온화 검출기가 부착된 가스크로마토 그래프를 이용하는 방법이 있다. 측정범위는 전자가 0.1%이상으로 배출 가스중의 일산화탄소의 측정에 적당하고, 후자는 1.0ppm이상으로 환경 대기중의 일산화탄소 측정에 적당하며 수소염 이온화 검출기를 이용한 일산화탄소의 측정원리는 다음과 같다. 운반가스로는 수소를 사용하며 시료공기를 몰리큘러 시브(Molecular Sieve)가 채워진 분리관을 통과시키면 분리된 일산화탄소는 니켈 촉매에 의해서 메탄으로 환원되는데 수소염 이온화 검출기로 정량된다.

반응식은 다음의 식으로 표시된다..

Ni

CO + 3H2 □□□□□□  CH4 + H2O

5.3.2 장치구성

⑴ 시료대기 채취

① 공기주머니(테플론제)

② 다이아프램식 펌프

③ 유리제 주사기 용량 5□

④ 고무셀

⑵ 분석용

① 가스크로마토 그래프

② 검축기 : 수소염이온화 검출기

③ 분리관 : 내경 3~4□, 길이 2m                그림1  교정용 가스 조제병

④ 분리관충전물 : 60~80메시의 몰리큘러 시브 13X 또는 몰리큘러 시브 5A

⑤ 분리관 온도 : 실온

⑥ 환원관 : 라이니 니켈(Raney Nickel) 분말과 크로모조브W(Chromosorb W) 60~80메시와 같은 중량의 혼합물을 내경 3~4□의 분리관에 10□ 채우고 몰리큘러 시브가 채워진 분리관 뒤에 접속한다.

⑦ 환원관 온도 : 환원관 전압조정기로 전압을 조절하는데 260℃로 가열

⑧ 가스유량 : 수소 40~50□/분

질소 40~50□/분, 공기 0.8~1.0□/분

⑨ 가스 정량관 : 용량 1□

⑩ 주사기 : 용량 1□~5□

5.3.3 시  약

⑴ 교정용 가스 조제

그림 1과 같은 시약병을 CO를 함유하지 않은 질소로 치환하고 병내를 약간 감압한다.

교정용 가스(CO농도 0.1~1%)를 주사기로 일정량 취하여 실리콘 고무병내에 주입한다. 콕크를 서서히 열어 징소를 병내에 도입하여 대기압과 같게 한다. 적어도 60분이상 방치하여 교정용 가스로 한다. 압축가스통에 넣어진 표준가스(CO농도 5~20ppm)를 사용한다.

5.3.4 시료 채취법

⑴ 공기주머니 채취

테플론제 공기주머니에 다이아프램식 펌프를 이용하여 일정시간동안 채취한다.

⑵ 주사기 채취

내용적 5□의 주사기로 채취하여 고무마개로 막고 실험실로 옮긴다.

5.3.5 조   작

⑴ 공기주머니에 주사기내의 시료 공기와 교정용 가스를 가스크로마토 그래프에 부속된 2□의 가스 정량관이 있는 주사기로 2□를 정확히 채취한다.

⑵ 시료대기 및 교정용 가스를 분리관에 도입하여 각각 일산화탄소의 보지시간에 상당하는 피이크의 높이를 측정한다.

5.3.6 계   산

다음 식에 의하여 시료대기중의 일산화탄소 농도를 산출된다.

[eqn: C = Cs × L over Ls]

여기서 C : 일산화탄소 농도(ppm)

Cs : 교정용 가스중의 일산화탄소 농도(ppm)

L : 시료 공기중의 일산화탄소의 피이크 높이(□)

Ls : 교정용 가스중의 일산화탄소 피이크 높이(□)

제3항 환경대기중의 질소산화물 측정방법

1. 적용범위

이 시험방법은 환경대기중의 질소산화물 농도를 측정하기 위한 시험방법이다. 화학발광법(자동)을 주시험방법으로 한다.

2. 측정방법의 종류

2.1 자동연속측정방법

2.1.1 화학발광법(Chemiluminescent method)

2.1.2 살츠만(Saltzman)법

3. 용어의 뜻

이 측정법에서 사용되는 용어의 뜻은 다음에 의하고 그 이외의 것은 제2장 제1항에 준한다.

3.1 화학발광법

⑴ 제로 드리프트

측정기의 영점에 대한 지시치의 일정기간 동안의 변동

⑵ 스팬 드리프트

측정기의 스팬값에 대응하는 지시치의 일정기간 동안의 변동

⑶ 제로가스

측정기의 최소 눈금을 교정하기 위한 가스

⑷ 스팬가스

측정기의 최대 눈금치를 교정하기 위한 가스

⑸ 콘버어터

이산화질소를 일산화질소로 변환하는 장치

3.2 살츠만 및 야콥스호흐하이저(Saltzman 및 Jacobs-Hochheiser)법

⑴ 흡수발색액

이산화질소를 포집하는 동시에 이산화질소와 반응되어 발샛하는 용액

⑵ 등가액(Saltzman법 자동연속 측정기에 한함)

교정용 가스 대신 이것을 사용했을 때와 동등한 지시치를 얻을 수 있게 조제 되어진 표준용액으로 다음과 같은 것이 있다.

① 제로교정용 등가액

② 스팬교정용 등가액

③ 눈금교정용 등가액

비고 : 흡광광도에 사용되는 분석방법에 관한 공통사항은 제2장 제3항과 제3장 제2절 제8항에 준한다.

4. 시료대기 채취방법

시료대기 채취방법은 제4장 제1절 2에 따른다.

5. 분석방법

5.1 화학발광법

5.1.1 측정원리

이 방법은 화학발광법에 의하여 시료 대기중에 포함되고 있는 일산화질소 또는 질소산화물(NO+NO2)을 연속 측정하는 방법이다.

시료대기중의 일산화질소와 오존과의 반응에 의해 NO2가 생성될 때 생기는 화학발광광도가 일산화질소농도와의 비례관계가 있는 것을 이용해서 시료대기중에 포함되는 일산화질소 농도를 측정한다.

또한 질소산화물(NO+NO2)을 측정할 경우 시료 대기중의 이산화질소를 콘버어터를 통하여 일산화질소로 변환시킨 후 일산화질소의 측정과 같은 방법으로 측정하여 질소산화물에서 일산화질소를 뺀 값이 이산화질소가 된다.

5.1.2 성   능

⑴ 측정범위

측정눈금 범위는 0~0.2, 0~0.5, 0~1, 0~2ppm등이 측정가능한 것으로 한다.

⑵ 재현성

제2항 5.1.2⑵에 따른다.

⑶ 제로 드리프트

제2항 5.1.2⑶에 따른다.

⑷ 스팬 드리프트

제2항 5.1.2⑷에 따른다.

⑸ 지시오차

제2항 5.1.2⑹에 따른다.

⑹ 응답시간

시료대기 채취구에서 설정유량의 교정용 가스를 측정기에 도입해서 그 농도를 어느 일정치로부터 다른 일정치에 갑자기 변화 시켰을 때 90% 응답을 지시할 수 있는 시간은 1분이하여야 한다.

⑺ 예열시간

예열시간은 전우너을 넣고 나서 4시간이내에 안정화되고 이후 제로드리프트 및 스팬드리프트에 관해서 4.1.2⑶ 및 4.1.2⑷의 성능을 만족시켜야 한다.

⑻ 콘버어터의 효율

콘버어터로 이산화질소를 일산화질소로 변환하는 효율은 95% 이상이어야 한다. 또 10ppm의 암모니아를 일산화질소로 변환하는 효율은 5%이하여야 한다.

⑼ 주위온도에 대한 안정성

제2항 5.1.2⑽에 따른다.

⑽ 전원변동에 대한 안정성

제2항 5.1.2⒀에 따른다.

⑾ 전송출력

제2항 5.1.2⒁에 따른다.

⑿ 내 전 압

제2항 5.1.2□에 따른다.

⒀ 절연저항

제2항 5.1.2(16)에 따른다.

5.1.3 장치구성

⑴ 구성일반

측정기는 시료채취부, 화학발광분석계, 콘버어터, 감압부, 지시기록계 등으로 구성된다.

⑵ 시료 채취부

시료 채취부는 시료대기중에 포함되고 있는 분진을 제거하고 측정기에 필요한 시료를 연속적으로 일정 유량으로 공급하는 것으로 시료 대기체취구, 분진 제거용 여과지, 시료 대기흡인펌프,유량조정기 등으로 구성된다.

⑶ 화학발광 분석계

화학발광분석계는 오존발생부, 반응부, 광측정부로 구성되며 시료채취부에서 보내어진 시료대기중의 일산화질소와 오존발생부에서 발생된 오존과 반응부에서 접촉시켜 일산화질소가 오존에 의해 산화될 때 발생되는 화학발광량을 광측정부에서 측정하여 전기신호로 변환 증폭한다.

① 오존발생부

오존발생부는 공급되는 산소 또는 공기중의 산소를 오본으로 변환하는 것으로 무성방전 또는 자외선 방법이 사용된다.

② 반응부

반응부는 시료대기와 오존을 포함하는 가스가 도입되어 혼합접촉해서 화학발광의 효율이 이루어지도록 된 구조이다.

③ 광측정부

광측정부는 일산화질소의 화학발광을 선택적으로 투과시키는 광학필터가 반응부에 부착되어 있어 화학발광량을 측정 가능한 수준의 전기신호로 변환한다.

⑷ 콘버어터(Converter)부

콘버어터부는 이산화질소를 일산화질소로 변환시키는 부분으로 질소산화물 분석계인 경우 사용한다.

유로변환밸브, 바이패스유로가 있고 필요에 따라서는 변환부를 경유하지 않고 시료대기 분석계에 보낼 수도 있다.

⑸ 감 압 부

감압부는 반응부의 효율을 높이기 위해 그 내부를 감압하는 것이 필요할 때 사용한다.

⑹ 지시기록계

지시기록계는 일산화질소 또는 질소산화물농도를 등분눈금으로 지시기록 한다.

5.1.4 조작법

⑴ 설   치

제2항 5.1.4⑴에 따른다.

비고 : 시료대기채취관의 재질은 흡착이 적은 테플론제 등이 사용된다.

⑵ 측정준비

제2항 5.1.4⑵에 따른다.

⑶ 교   정

제2힝 5.1.4⑶에 따른다.

5.1.5 측   정

제2항 5.1.5에 따른다.

5.1.6 보수점검

필요에 따라 다음사항을 점검한다.

⑴ 여과지 교환

⑵ 시료대기 유량의 점검

⑶ 기록지의 교환

⑷ 기록잉크의 보급

⑸ 오존용 산소용기 전압의 확인(산소 사용의 경우)

⑹ 진공도의 확인(감압법의 경우)

⑺ 감압펌프의 성능 및 펌프유의 확인(감압법의 경우)

⑻ 기타 점검사항

5.1.7 검량선의 작성방법

제2항 5.1.7에 따른다.

5.1.8 표   시

제2항 5.1.8에 따른다.

5.2 자동살츠만(Saltzman)법

5.2.1 개   요

이 방법은 흡수발색액(Saltzman 시약)을 사용하여 흡광도광법에 의해 시료대기중에 포함되어 있는 일산화질소와 이산화질소를 동시에 연속측정하는 방법이다.

흡수발색액 n-(1-Naphthy 1) Ethylene Diamine 2염산염, Sulfanilic acid 및 초산의 혼합액의 일정유량의 시료대기를 일정기간 통과시켜서 이산화질소를 흡수시켜 흡수발색액의 흡광광도를 측정해서 시료대기중에 포함되고 있는 이산화질소농도를 연속적으로 측정한다.

일산화질소는 흡수발색액과 반응하지 않으므로 산화액(황산과 과망산칼륨 혼합액)으로 이산화질소로 산화시켜 이산화질소와 같은 방법으로 측정한다.

5.2.2 성   능

측정기는 다음 성능을 만족시키지 않으면 안된다.

⑴ 측정범위

측정눈금의 범위는 0~0.2, 0~0.5, 0~1, 0~2ppm의 범위로 측정가능한 것으로 한다.

⑵ 재현성

5.1.2 ⑵에 따른다.

⑶ 제로 드리프트

5.1.2 ⑶에 따른다.

⑷ 스팬 드리프트

5.1.2 ⑷에 따른다.

⑸ 지시오차

5.1.2 ⑸에 따른다.

⑹ 예열시간

5.1.2 ⑹에 따른다.

⑺ 흡수발색액 채취량의 정도

설정 채취량에 대하여 오차는 ±4%이하여야 한다.

⑻ 흡수발색병의 포집율

0.1~0.2ppm의 이산화질소를 포함하는 시료를 통과시켰을 때 흡수발색병의 포집율은 95% 이상이어야 한다.

⑼ 시료 대기유량의 안정성

설정유량에 대하여 유량의 순간 변화는 10일간을 통하여 ±10% 이내로 한다.

⑽ 주위온도 변화에 대한 안정성

5.1.2 ⑼에 따른다.

⑾ 전원변동에 대한 안정성

5.1.2 ⑽에 따른다.

⑿ 전송 출력

5.1.2 ⑾에 따른다.

⒀ 내 전 압

5.1.2 ⑿에 따른다.

⒁ 절연 저항

5.1.2 ⒀에 따른다.

5.2.3 장치구성

⑴ 구성일반

측정기의 구성은 여과기, 유량계, 이산화질소용 흡수발색병, 산화병, 일산화질소용 흡수발색병, 시료대기흡인 펌프, 흡수발색탱크, 흡수발색액 정량공급부, 흡광도 측정장치, 지시기록계, 프로그램 등으로 구성된다.

⑵ 시료대기 채취구

시료대기채취구는 시료대기채취관을 접속한 부분에서 내경 6~8□의 채취관을 접속할 수 있어야 한다.

⑶ 여과지

여과지는 시료대기중에 포함되고 있는 분진을 제거시켜 유로가 막히는 것이라든지 흡광도 측정셀이 더렵혀지는 것이라든지 흡수발생액중에 분진이 용해되어 측정오차 발생 등을 방지하기 위한 것이다. 질소산화물의 흡착이 적은 테플론 또는 이곳과 동등 이상의 재징인 것을 사용한다.

⑷ 유량계

시료 대기의 채취유량의 변화는 직접 측정오차의 원인이 되기 때문에 유량의 조정 또는 확인을 위하여 필요하다. 여기에서 사용되는 유량계는 설정유량의 약 1~2배의 최대눈금을 나타내는 것으로 한다.

⑸ 이산화질소용 흡수발색병

이산화질소용 흡수발색병은 흡수발색병의 일정량을 채취한 후 시료대기를 도입해서 시료대기중의 이산화질소를 흡수발색액중에 포집하는 부분이고 포집율은 95%밖에 되지 않는다.

⑹ 산화병

산화병은 시료대기중의 일산화질소를 이산화질소로 산화시키기 위한 부분으로 유리병에 산화용액 1□를 넣을 수 있는 것이어야 한다.

⑺ 일산화질소용 흡수발색병

일산화질소용 흡수발색병은 이산화질소용 흡수발색병과 같은 것으로 사용한다.

⑻ 시료 대기 흡인 펌프

시료대기 흡인 펌프는 시료대기를 흡수발색병에 통과시키기 위해 사용하는 펌프이다. 여과지에 분진이 부착되어서 통과 저항이 커져도 설정유량(100~400□/분)이 유지될 수 있게 흡인력에 여유가 있는 것을 사용한다. 그 재질은 흡수발색액에 의해 영향을 받지 않는 것이어야 한다.

⑼ 흡수발색액 탱크

흡수발색액 탱크는 흡수발색액에 의해 영향을 받지 않는 재질을 사용하여야 한다.

⑽ 흡수발색액 정량공급부

흡수발색액 정량공급부는 흡수발색액 탱크내의 흡수발색액(소정량15~50□)을 정량해서 흡수발색병에 송액하기 위한 부분이고 흡수발색액에 의하여 영향을 받지 않는 재질을 사용하여야 한다.

⑾ 흡광도 측정장치

흡광도 측정장치는 이산화질소에 의해 발색한 액의 흡광도를 측정하기 위한 것으로 흡광도 측정셀·광원램프, 측정파장 필터, 광전류 측정회로 등으로 구성된다. 측정파장은 545□ 부근에서 사용된다.

또한, 흡광도 측정셀에는 흡수발색병에 붙어 있는 것도 있고 또한 따로 따로 되어 있는 것도 있다.

⑿ 지시기록계

지시기록계는 이산화질소농도 및 일산화질소농도를 등분 눈금으로 기록한다.

⒀ 프로그램

프로그램은 상기 각 구성에 대하여 신호르 보낸 다음 조작을 소정의 프로그램에 따라 자동적으로 반복하는 기능을 가진다.

또 측정주기는 한시간으로 하고 시료대기의 흡인시간은 54분 이상이어야 한다.

① 흡수발색액의 채취 및 배출

② 시료대기의 통기개시 및 정지

③ 흡광도 측정개시 및 정지

④ 기   타

5.2.4 시  약

⑴ 시약의 조제

전 시약은 아질산이온을 함유하지 않은 증류수 또는 탈염수에 용해시켜 조제한다.

⑵ 흡수발색액

흡수발색액 10□를 조제할 경우 물 9.5□에 Sulfanilic acid 50g을 가하여 충분히 용해시킨다. 용해되지 않을 경우는 천천히 가열한다. 여기에 빙초산 500□를 가하고 잘 혼합한 후 n-(1-Naphthy 1) Ethylene diamine 2염산염 0.5g을 가하여 잘 혼합시킨다.

⑶ 산화액

산화액은 과망간산 칼륨 25g을 900□의 물에 용해시키고 농황산 25g 또는 황산(1+3) 52□를 가한 후 다시 물을 가하여 전량을 1□로 한다.

5.2.5 조작법

5.1.7 ⑴~⑵에 따른다.

5.2.6 교   정

눈금 교정용 등가액을 사용하여 측정기의 눈금교정을 한다.

⑴ 제로 조정

제로 조정용 등가액의 소요량을 흡광도 측정셀에 넣고 측정기 지시가 안정된 시점에 0ppm을 표시할 수 있게 제로 조정을 한다.

⑵ 스팬 조정

스팬 조정용 등가액의 일정량을 흡광도 측정셀에 낳고 측정기 지시가 안정된 시점에서 등가액에 상응하는 이산화질소농도를 표시할 수 있게 스팬조정을 한다.

⑶ 등가액의 조제는 다음과 같다.

① 아질산나트륨 원액

105~110℃에서 2~3시간 건조시킨 아질산나트륨 0.207G을 정확히 칭량하여 물로 용해시킨 다음 전량을 1□로 한다(냉암소에 보존하면 2개월은 안전).

② 아질산나트륨 용액

아질산나트륨 원액 100□를 정확히 칭량하여 물을 가하여 1□로 한다.(사용시 조제)

아질산나트륨 용액 1□는 0.01□ NO2(20℃ 760□Hg)에 상당한다.

③ 눈금교정용 등가액

다음 식으로부터 억어진 양의 아질산나트륨 용액을 정확히 칭량하여 여기에 흡수발색액을 가하여 1□로 한다.

이것을 상온에서 15분간 방치후 눈금교정용 등가액으로 한다.

[eqn: V = c·f·t over v × 100]

V : 아질산나트륨용액의 채취량(□)   t : 채취시간(분)

c : 이산화질소농도(ppm)             v : 흡수발색액의 채취량(□)

f : 시료대기유량(□/분)

④ 제로조정액 등가액

제로조정용 등가액은 흡수발색액을 그대로 사용한다.

⑤ 스팬조정용 등가액

스팬조정용 등가액은 위의 식을 사용하여 측정범위의 최대치 부근의 농도에 상응하는 아질산나트륨용액 V□를 채취하여 이것을 흡수발색액으로 1□로 희석 조제한다.

비고 : 교정의 횟수는 원칙으로 1일 1회로 한다.

5.2.7 측   정

흡광광도법은 측정기의 프로그램을 동작시켜 시료 대기의 연속측정을 한다.

5.2.8 보수점검

필요에 따라 다음 사항을 보수점검한다.

⑴ 여과지교환

⑵ 시료대기 유량의 점검

⑶ 기록지의 교환

⑷ 기록잉크의 보급

⑸ 흡수발색액 및 산화액의 교환

⑹ 송액펌프 칸막이 교환

⑺ 기타 설정된 사항

5.2.9 검량선의 작성방법

5.1.10에 따른다.

5.2.10 표  시

5.1.11의 규정에 따른다.

5.3 야콥스호흐하이저법(24시간 채취법)

5.3.1 측정원리

수산화나트륨용액에 시료대기를 흡수시키면 대기중의 이산화질소는 아질산나트륨용액으로 변화된다. 이 때 생성된 아질산이온을 발색 시약 인산술파닐아미드 및 나프틸에틸렌디아민 이염산염으로 발색시켜 비색법에 의해 측정된다.

비고 :

⑴ 적용범위 및 강도

분석은 0.04~1.5□ NO2-/□의 범위 즉, 흡수액 50□를 사용하여 공기유량 20□/분, 24시간 시료 대기를 채취할 경우 20~74□/□ NO2-(0.01~0.4ppm)측정 가능하다.

또한, 0.4□ NO2-/□의 농도는 1□셀을 사용했을 때 0.02의 흡광도에 해당된다.

⑵ 방해물질

아황산가스의 방해는 분석전에 과산화수소로 아황산가스를 황산으로 변화시키는데 따라 제거된다.

5.3.2 정밀도(Accuracy)

상대 표준편차는 NO2농도 140□/□(0.072ppm) alc 200□/□(0.108ppm)링 때 각각 14.4% 및 21.5%이고, 이것은 표준시로 대기로부터 채취한 시료를 자동 분석한 결과의 오차이다. 또한 포집시료는 적어도 6주간 안전하다.

5.3.3 장치구성

⑴ 흡수관

두 개의 포리프로필렌관(164×32□)(그림 2 참조)으로 흡수관을 연결한다.

시료 대기를 흡수액중에서 미세한 기포로 하여 확산시키기 위하여 도관선단의 구멍크기는 70~100□인 유리솜여과기 분산관을 사용한다.

그림 2  흡  수  장  치

비고 : 유리솜여과기 최대공경의 측정

유리솜여과기를 크롬산혼액으로 충분히 세척하고 증류수로 충분히 닦아낸다. 두 개의 고무전에 한쪽에는 유리솜여과기 입구를 꼽고 유리솜여과기 부분이 충분히 젖을 수 있을 정도로 증류수가 들어있는 시험관에 이것을 연결한다. 고무전의 다른 한쪽에 흡입장치를 연결하고 유리솜여과기로부터 약간 눈에 보일정도의 공기의 기포가 흘러가는 것이 보이게 되었을 때의 압력을 측정하여 다음 식을 사용하여 공경을 계산한다.

최대공경[eqn: □ = 30S over P]

S : 실험온도에 있어서의 물의 표면장력

dynes/□(73/18℃, 72/25℃, 71/31℃)

P : 측정압력(□Hg)

⑵ 채 취 관

채취관은 테플론, 폴리프로필렌 또는 유리관을 사용하며 시료채취구에는 유리깔대기를 연결한다. 이 때 유리솜여과기를 보호하기 위하여 멤브레인 여과지가 부착된 테플론, 폴리프로필렌 또는 유리관을 채취관 중간에 설치한다. 여과지는 시료채취 5회 또는 눈으로 식별될 수 있을 정도로 오염되어 있으면 교환해야 한다.

⑶ 유량의 조절

구경 27게이지의 주사침을 사용한다. 길이 3/8인치 정도이면 0.2□/분의 유량이 된다. 침은 멤브레인 여과지에 의해 보호된다. 여과지 교환은 시료채취 10회 마다 한 번씩은 해야 한다.

⑷ 흡인펌프

0.7기압에서 흡수액을 통하여 2□/분의 유량을 흡입할 수 있는 용량이라야 한다.

⑸ 눈금 교정장치

약 275□/분 ±2%이내에서 공기유량을 측정할 수 있는 유량계로 스톱워치(STop Watch)와 습식가스미터(1□/회전)로 흡인유량을 확인한다.

⑹ 분  석

① 메스플라스크

용량 50, 100, 250, 500, 1000□

② 메스실린더

용량 1,000□

③ 피  펫

용량 1, 2, 5□, 1/10□ 간격의 눈금으로 된 2□ 메스피펫

④ 흡광광도계

540nm 광도계에서의 측정 가능한 흡광광도계

5.3.4 시   약

⑴ 흡수액

4.0g의 수산화나트륨을 증류수에 요해시켜 1,000□로 한다.

⑵ 술포닐아미드

20g의 술폰닐아미드를 700□의증류수에 용해 시킨다.

여기에 50□농인산(85%)을 가하여 혼합하고 증류수로 전량 1,000□로 한다. 이 액은 냉장고에 보관하면 1개월간 안전하다.

⑶ 0.1% NEDA용액

0.5g n-(1-나프틸) 에틸렌디아민 이염산염을 증류수 500□에 용해 시킨다. 이 액은 냉장고 암소에 보관하면 1개월간 안전하다.

⑷ 과산화수소

0.2□의 30% 과산화수소를 증류수로 250□로 한다. 이 액도 암소에 보관하면 1개월간 안전하다.

⑸ 표준아질산용액

충분리 건조된 아질산나트륨(순도 97%이상)을 NO2-농도가 1,000g/□이 되게 증류수를 용해시켜 1,000□로 한다.

NaNO2양은 다음 식에 의해 계산한다.

[eqn: G = 1,500 over A × 100]

G : NaNO2양(□)

1,500 : NO2를 NaNO2로 변환할 때의 중량변환계수

A : 순도%

5.3.5 시료채취법

시료채취는 그림 2에 표시한 자치와 같이 설치한다.

시료채취는 50□의 흡수액에 흡수관을 넣는다.

깔대기를 떼어내고 처음부터 검량되어진 유량계를 넣고 시료 채취전에 유량을 측정한다. 시료채취전에 유량이 만일 주사침 검량치의 85%이하인 경우는 새는 곳이 없는지를 확인하고 여과지를 교환할 필요가 있다.

정상의 유량이면 유량계를 떼어내고 깔대기를 달고 24시간 연속해서 시료채취를 한다. 시료채취가 끝나면 다시 유량을 확인한다.

5.3.6 분석방법

시료채취중에 증발한 양의 물을 보충하고 피펫으로 10□를 취하여 시험관에 옮겨 놓는다, 여기서 1.0□ 과산화수소용액, 10□슬포닐아미드용액 1.4□ NEDA용액을 각각 잘 혼합이 되도록 순차적으로 가한다.

바탕시험으로서 흡수액 10□를 취하여 위와 같은 시약을 가한다.

10분후 발색액을 540nm에서 흡광도를 측정한다.

검량선에 따라 시료용액중의 농도 □ NO2-/□를 구한다.

5.3.7 교정과 효율

⑴ 채  취

① 유량계의 교정

유량계의 볼의 위치에서 공기의 유량(□/분)을 습식가스미터와 스톱워치로 측정한다.

볼의 위치를 유량별로 검량선을 작성한다.

② 주사침의 검정

검정제의 유량계에 검량하고자 하는 침 및 흡인장치를 실제의 채취시와 같은 방향의 침속에 공기가 흘러가도록 접속시키고 이때 볼의 위치를 읽고 유량계 교정에서 구한 검량선으로부터 침의 유량 □/분을 결정한다. 채취전에 유량이 190~210□/분 사이에 들어가지 않는 침은 사용하지 않는다.

⑵ 검량선

1,000□ NO2-/□ 용액, 5.0□를 취하여 200□까지 되도록 흡수액으로 희석한다.이 액은 25□ NO2-/□ 농도를 포함하는 용액이 된다. 1. 2, 5, 15□를 피펫으로 이 액을 50, 50, 100, 250□의 메스플라스크에 각각 취하고 각각 표선까지 흡수액으로 채운다.

이 용액은 각각 0.50, 1.00, 1.25, 1.50□ NO2-/□ 농도를 포함한다.

이 용액을 분석조작과 동일한 방법으로 하여 흡광도를 측정하여 □ NO2-/□에 대한 흡광도를 표시하여 검량선을 작성한다.

⑶ 효  율

대기중에 140□/□, NO2-/□의 농도로 NO□농도가 포함되어 있을 경우 자동 분석계에 의한 전 평균의 효율은 35%이다.

5.3.8 계  산

시료대기량의 계산

[eqn: V = F1+F2 over 2 × T × 10 sup-6]

V = 채취한 대기의 부피(□)

F1 = 채취전에 측정한 유량(□/분)

F2 = 채취후에 측정한 유량(□/분)

T = 채취시간(분)

[eqn: &□ NO sub 2 -/□ = {LEFT ( □NO sub2 -/□ RIGHT )×50} over V×0.35 ## &~~~~~~~~~~~ = {LEFT ( □NO sub2 -/□RIGHT )×143} over V]

50 : 시료채취에 사용되어진 흡수액의 양(□)

V : 시료채취량(□)

0.35 : 효  율

이산화질소 농도를 ppm으로 계산하는 경우(25℃, 760Hg)

ppm(NO□-) = (□ NO2-/□) × 5.32 × 10 -4

5.4 수동살츠만(Saltzman)법

5.4.1 측정원리

NO□를 포함한 시료공기를 흡수 발색액[n-(1-Naphthy 1) Ethylene Diamine 이염산염, Sulfanilic Acid 및 초산 혼합액]에 통과시키면 NO□량에 비례하여 등적색의 아조(Azo)염료가 생긴다.

이 발색된 용액의 흡광도를 측정하여 NO□농도를 구하는 방법이다.

유리솜여과기가 붙어 있는 흡수관을 사용할 때는 0.005~5ppm까지 NO□농도를 측정하는데 적당하다.

그림 1  유리솜여과지 흡수관

5.4.2 장치구성

⑴ 흡수관

① 흡수관은 그림1에 도시된 바와 같이 최대공경 60□되는 여과기가 부착된 유리제흡수관을 사용한다.

비고 : 유리솜여과기의 최대공경 측정은 5.3.3 ⑴비고에 따른다.

② 흡수관은 사용전에 물로 잘 씻어 충분히 건조한다. 흡수관의 유리솜여과기 등에 수분이 남아 있는 것은 오차의 원인이 된다.

비고 : 잔유수분(r)의 측정

알고 있는 흡광도(A1)의 정색액(예를들면 발색을 나타낸 흡수액) 10□를 피펫으로 흡수관에 넣는다.

흡수관을 회전하는 것처럼 움직이고 다음에 고무구의 조작을 서서히 하여 유리솜 여과지 일부분을 헹군다.

여기서 내용액의 흡광도를 측정하고 A2와 당초 흡수관에 남아 있는 수분(r□)은 다음의 식으로 산출한다.

[eqn: 10A sub1 = (10+r)A sub2]

[eqn: r = 10 ~ ( A sub1 over A sub2 -1)]

⑵ 유량계

① 0.4□/분의 유량을 정확히 측정할 수 있는 유리제 로타미터

② 로타미터 검정용의 습식가스미터

(펌프)

채취(Sampling)기와 흡인펌프사이에 적당한 트랩과 니들밸브를 사용한다.

흡수액에서 생기는 초산증기를 방지하기 위하여 트랩에 소다회를 넣는다.

또 니들밸브 대신 오리피스를 사용하여도 좋다.

⑶ 흡광광도계

550nm에서 흡광도를 측정하는 것이 적당하다.

5.4.3 시  약

모든 시약은 특급품을 사용한다. 시약조제에 사용하는 물은 NO□을 포함하고 있어서는 안된다. 증류수를 유리제 증류기에 넣어 과망산칼륨 및 수산화나트륨의 결정을 가해서 재증류한 물을 사용한다.

시약류는 갈색병에 넣어 밀봉하고 냉장고에 보관하면 수개월도 안전하다. 흡수액은 싱온으로 해서 사용한다.

⑴ n-(1-Naphthy 1) Ethylene Diamine 이염산염 (0.1%) : 시약 0.1g을 100□의 물에 용해한다.

⑵ 흡수액 : 무수술파닐산 5g(또는 NH2·C6H4SO3H·H2O 5.5g)을 빙초산 140□를 함유한 약 900□의 물에 용해한다. 필요한 만큼 반응시키고 서서히 가열하여 용해한다.

용액을 냉각해서 여기에 n-(1-Naphthy 1) Ethylene Diamine 이염산염 0.1% 용액을 20□가하고 물을 채워서 1□로 한다. 조제해서 사용할 때 장기간 공기에 접촉하는 일을 피하도록 한다.

⑶ NaNO2 저장용액(2.03g/□):특급시약으로 입상의 아질산나트륨 2.03g을 물에 용해시켜 1□로 한다. 이것은 90일간 안정하다.

⑷ NaNO2표준용액(0.0203g/□): NaNO2저장용액을 100배로 희석해서 0.0203g/□의 표준용액을 만든다.(사용시에 조제).

NaNO2표준용액 1□ = 10□ NO2-(25℃, 760□Hg)

5.4.4 시료채취법

⑴ 시료채취

유리솜여과지가 붙은 흡수관, 로타미터펌프로 채취장치를 조립한다.

흡수관의 앞부분의 유리연결은 갈아 맞추어서 사용한다. 흡수액 10□를 정확히 취해서 흡수관에 넣고 0.4□/분(또는 그 이하)로 시료대기를 통과한다. 충분히 발색할 때까지(약10~30분간) 흡입한다. 흡입공기량을 기록한다.

또, 공기의 온도나 압력(25℃, 760□Hg)이 특별히 달라질 때는 그 값을 기록한다.

⑵ 분석용 시료용액의 조제

시료대기를 통과시키면 흡수액은 NO□에 따라 등적색을 나타낸다. 나타난 색은 상온에서 15분 이내에 완료 된다. 20~30분 방치후에 분석용시료용액으로 한다. 시료용액의 용량변화는 아주 적기 때문에 보통 보정은 생략한다.

5.4.5 분석방법

⑴ 정  량

시료용액을 뚜껑이 있는 셀에 옮겨 550nm에서 흡광도를 측정하고 대조액으로 흡수액을 사용한다.

병이 밀폐된 경우 흡광도의 감소는 1일간 3~4%로 보존할 수 있다.

그러나, 채취할 때 강한 산화성 또는 환원성의 가스가 NO□의 농도를 상당히 상회할 경우 생긴만큼 빠르게 흡광도를 측정하지 않으면 안된다.

⑵ 검량선의 작성

25□에 메스플라스크를 나열하고 여기에 NaNO2표준액을 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1□의 순서로 취해서 흡수액을 가해서 표선까지 채워서 희석한다. 혼합해서 완전히 발색시킨 뒤 15분간 방치하여 흡관도를 측정한다.

NaNO2 표준용액 1□를 25□로 희석한 곳의 흡광도는 흡수액 10□에 NO□4□를 흡수한 것에 상당한다.

5.4.6 계  산

⑴ 기체의 용적계산은 편의상 760□Hg, 25℃를 표준으로 한다. 따라서, 기체 1mole은 24.47□이다.

시료대기의 흡인량은 □로 표시하고 포집한 NO□는 □로 표시한다.

⑵ 살츠만의 시험결과에 의하면 NaNO2의 0.72mole이 NO□ 1mole과 같은 발색을 한다. 따라서, NaNO2 2.03□은 NO□1□에 상당한다.

⑶ 희석 농도별 표준용액의 □수와 흡광도(보정치)와의 관계로 해서 검량선을 얻는다.

⑷ 흡관도 = 1에 해당되는 표준용액의 □수를 구하고 여기에 4를 곱한 것을 검량계수 M으로 한다.

M은 흡수액 10□기 흡광도 = 1을 나타내는데 필요로 하는 NO□의 □수이다.2□셀에 대하여 M = 3.65이다.

구하는 NO□농도(ppm) = 흡광도(보정치) [eqn: M over V]×

여기서 V : 흡인시료 대기량(□)

제4항  환경대기중의 먼지 측정법

1. 적용범위

이 시험방법은 환경 대기중의 먼지 농도를 측정하기 위한 시헙방법이다. 하이볼륨 에어 샘플러 법(수동) 및 베타선법(자동)을 주 시헙방법으로 한다.

2. 측정방법의 종류

2.1 고용량 공기포집법(High Volume Air Sampler Method)

2.2 로우볼륨 에어 샘플러법(Low Volume Air Sampler Method)

2.3 광산란법(Light Scattering Method)

2.4 광투과법(Light Transmission Method)

2.5 베타선법(□-Ray Method)

3. 측정방법

3.1  하이볼륨 에어 샘플러법(High Volume Air Sampler Method)

3.1.1 측정원리

제4장 제1절 4.1.1에 따른다.

3.1.2 장치구성

제4장 제1절 4.1.2에 따른다.

3.1.3 시료채취 장소 및 위치

제4장 제1절 2.2에 따른다.

3.1.4 시료 채취시간

시료 채취시간은 1일 24시간을 원칙으로 한다.

단, 측정기의 좓이나 측정당시의 기상조건 등 형편에 따라 20시간 이상 채취하였을 경우에는 24시간 채취한 것으로 간주한다.

3.1.5 시료 채취조작

⑴ 포지용 여과지

제4장 제1절 4.1.2 ⑸에 따른다.

⑵ 포집전 여과지의 칭량

제4장 제1절 4.1.4⑴에 따른자.

⑶ 시료채취조작

제4장 제1절 4.1.4⑵에 따른다.

⑷ 포집후 여과지의 칭량

제4장 제1절 4.1.4⑶에 따른다.

⑸ 먼지농도의 계산

포집 전후의 여과지의 질량차이와 흡인 공기량으로부터 다음식에 의하여 먼지 농도를 구한다.

비산먼지의 농도(□/□) = [eqn: We-Ws over V × 10 sup3]

We = 포집후 여과지의 질량(□)

Ws = 포집전 여과지의 질량(□)

V  = 총 공기흡인량(□)

⑹ 유량계의 교정

제4장 제1절 4.1.5에 따른다.

⑺ 먼지 채취시 주의사항

제4장 제1절 4.1.6에 따른다.

3.2  로우 볼륨 에어 샘플러법(Low Volume Air Sampler Method)

3.2.1 측정원리

제4장 제1절 4.2.1에 따른다.

3.2.2 장치구성

제4장 제1절 4.2.2에 따른다.

3.2.3 시료 채취장소 및 위치

제4장 제1절 4.2.2에 따른다.

3.2.4 시료 채취시간

1주간 연속 포짐을 원칙으로 한다.

단, 측정감도에 따라 포집기간을 결정할 수도 있다.

3.2.5 시료 채취조작

⑴ 포집용 여과지

제4장 제1절 4.2.2⑸에 따른다.

⑵ 포집전 여과지 칭량

제4장 제1절 4.1.4⑴에 따른다.

⑶ 시료 채취조작

제4장 제1절 4.2.4⑵에 따른다.

⑷ 포집후 여과지 칭량

제4장 제2절 제2항 4..1.4⑶에 따른다.

⑸ 먼지 농도의 계산

제4장 제2절 제2항 3.1.5⑸의 하이볼륨에어샘플러 먼지농도계산에 따른다.

⑹ 유량보정

제4장 제1절 4.2.5에 따른다.

⑺ 먼지 채취시 주의사항

제4장 제1절 4.1.6에 따른다.

3.3 광산란법(Light Scattering Method)

3.3.1 측정원리

대기중에 부유하고 있는 입자상물질에 빛을 조사하면 입자상 물질에 의하여 빛이 산란하게 된다. 물리적 성질이 동일한 입자상물질에 빛을 조사하면 산란광의 양은 질량농도에 비례하게 된다.

이러한 원리를 이용하여 산란광의 양을 측정하고 그 값으로부터 입자상 물질의 농도를 구하는 방법이다.

3.3.2 장치구성

광산란법의 측정장치는 유량계, 공기흡인부, 광전자증배판, 광전류적 분기, 타이머, 광원부 등으로 구성되어 있다.

검출기에 있는 흡인장치에 의하여 공기가 광학적 미로를 통과할 때 직각으로 2회 굴절하여 외부광과 큰 입자가 제거되어 암실내를 통과한다.

암실내의 빛(Beam)은 수광부와 직각으로 서로 바뀌면서 감응 용적을 구성하게 된다. 입자상물질이 감응 용적내를 통과할 때 개개의 입자상 물질에 의하여 직각 방향의 사란광이 슬릿(Slit)을 통과하여 광전자의 중배관으로 입사되어 광전류로 전환된다. 광전류와 시간을 곱한 값이 일정한 수치에 달할 때 1 펄스(Pulse) 발생하는 광전류 적분회로를 이용하여 산란광에 비례한 펄스로 전환된다. 따라서 단위 시간내에 펄스를 계수함으로써 입자상 물질의 상대 질량농도를 측정할 수 있다.

3.3.3 측정장소 및 위치

제4장 제1절 2.2에 따른다.

3.3.4 측정시간

1시간을 원칙으로 하나 사용기간에 따라 달라질 수도 있다.

3.3.5 측  정

⑴ 측정기의 사용

측정기기의 사용법에 따른다.

⑵ 측정기의 감도 교정 및 점검

측정기기마다 입자발생 장치형이 다르고 입자발생기에 사용되는 교정용 입자물질도 다르므로 원칙적으로 기기사용법에 따르나, 일반적으로 균일계 단분산 입자 발생기로써 측정기에서 허용하는 기하표준편차치 이하의 균일계 단분산 입자를 발생시켜 교정하든가 미리 이러한 입자와 동시 측정하여 그 상대감도를 교정한 교정용 장치와 비교하여 교정한다.

또한 상대감도는 광원의 감도, 광전자 증배관의 감도에 따라 변할 수가 있기 때문에 측정기의 상대감도는 4개월에 한 번씩 교정하는 것을 원칙으로 한다.

또한 정확한 측정치를 얻기 위해서는 다음 사항을 수시로 점검한다.

① 광원구 표면이 깨끗한가

② 광원의 감도가 현격히 저하되지 않았는가

③ 고압전원 전압이 일정하게 유지되는가

④ 시료관, 흡입구 및 검출기가 깨끗한가

3.3.6 측정기 사용시 유의사항

⑴ 채취관이 너무 길거나 굴곡을 갖게 되면 채취관이 분립장치의 역할을 해서 큰 입자가 채취관에 퇴적되는 경우가 읶으며 실외공기에 비해 실내공기의 온도가 너무낮으면 채취관벽 수분이 응축되어 흡인 공기중 입자상 물질이 채취관에 수분과 함께 퇴적된다.

⑵ 이 방법은 습도, 비, 안개의 영향을 크게 받게 되므로 상대습도가 70%이상이 되면 측정치의 신뢰도가 낮아진다.

⑶ 광원과 광전자 증배관에 균일성이 없게 되면 교환하여야 하고 교환시에는 반드시 감도 교정을 하여야 한다.

3.4 광투과법(Light Transmission Method)

3.4.1 측정원리

이 방법은 대기중 부유하고 있는 입자상 물질을 일정시간(1시간 이상) 여과지 위에 포집한 후 빛(파장:400nm)을 조사해서 빛의 두파장을 측정하고 그 값으로부터 입자상 물질의 농도를 구하는 방법이다. 이 방법에 의한 포집입자의 입경은 0.1□~10□의 범위이면 입자상 물질의 입경, 반사량 등의 물리적 성질이 동일하면 빛의 투과량은 질양 농도에 비례하게 된다.

3.4.2 장치구성

광투과법의 측정장치는 유량계 측정부, 공기 흡인부, 여과지 교정부, 시간조절부, 시료채취부, 광투과량 측정광원부로 구성되어 있다.

⑴ 유량측정부

공기 유량은 3.0~14.0□/분 범위에서 정확히 측정할 수 있는 것이어야 한다.

⑵ 공기흡인부

여과지를 통과할 때 공기의 유속이 13.7m/분을 유지할 수 있는 것으로써 공기 유량의 변동이 10%이내 이어야 한다.

⑶ 여과지 교정부

여과지 교정부는 여과지의 입자상 물질 포집부분 즉, 공기 통과부분이 항상 아일정하게 유지될 수 있고, 공기가 새지 않도록 단단히 고정되어야 한다.

또한 여과지 교정부와 공기 접촉부분은 스테인레스 강이나 플라스틱으로서 부식성이 없는 재질이어야 한다.

⑷ 시간 조절부

일정 포집시간이 끝나면 자동적으로 포집된 여과지는 새 여과지로 바뀌는 여과지 테이프 방법으로써 이 작동은 포집기간동안 계속 반복되며 포집시간은 1, 2, 3, 4, 6시간으로 조절할 수 있어야 한다.

⑸ 시료 채취부

시료 채취관의 길이는 3m이하로 완만한 굴곡을 이루어야 하며 채취관 직경은 채취관에서 유속이 약 210m/분으로 유지될 정도의 직경이어야 한다.

⑹ 광투과량 측정 광원부

광투과량 측정부의 광원은 단색광으로서 파장이 400nm 정도이거나, 백색광원으로서 적당한 필터를 사용하여 파장이 375~450nm 범위의 광원으로 사용한다.

3.4.3 측정장소 및 위치

제4장 제1절 2.2에 따른다.

3.4.4 측정시간

측정시간은 1, 2, 3, 4, 6시간중 측정감도에 따라 결정한다.

3.4.5 측  정

⑴ 측정기의 사용법

측정기기의 사용법에 따른다.

⑵ 영점(Zero) 및 스팬(Span)교정

① 영점교정

공기 흡인 펌프를 끄고 광원을 켠 상태에서 새 여과지로 교체한 후 측정치를 확인한다. 만약에 측정치가 영(Zero)으로 감지되지 않을 경우 영점 조정나사로서 영점을 교정한다.

② 스팬교정

영점 조정 후 영점교정시와 마찬가지로 공기 흡인 펌프를 끄고 광원을 켠 상태에서 새 여과지로 교체한 후 스팬필름(Span Film)을 여과지의 여과지 교정부 사이에 삽입시키고 측정치를 확인한다.

만약에 측정치가 스팬 필름값과 일치하지 않을 경우 스팬 조정나사로서 스팬(Span)값으로 조정한다.

(참고) 압전 결정진동법(Piezo Balance)

① 측정원리

압전 결정진동법 분진계는 고유진동수(약 5□)로 발전시킨 검출 소자와 대조소자중에 검출소자의 금속 전극 표면에 측정하려고 하는 분진을 포집 퇴적시켜 검출소자의 질량증가에 비례하여 진동수가 변하는 것을 검출소자와 대조소다의 진동수의 차이를 측정하여 분진의 농도를 구하느 방법으로 순간치를 나타내며 보통 작업환경이나 건물 실내환경 측정용으로도 사용한다. 임팩터 입구 직경의 크기에 따라 유속을 변화시켜 임팩터내의 충돌판상에 포집제거 되는 조대입자의 크기가 달라지므로 측정범위는 임팩터 입구 직경에 따라 달라진다.

② 장치구성

본 분진계는 분립장치, 정전포집기, 결정소자, 세정기구, 중량농도 연산부 및 흡인펌프로 구성되어 있다.

측정공기가 임팩터 입구로 들어가면 공기중의 초대입자는 임팩터 내의 충돌판상에 포집되어 제거되며 나머지 미세입자는 임팩터를 통과하여 정전 포집기내로 들어가게 된다.

여기에서 입자는 코로나 방전전극을 따라 흐르게 되고 노즐을 통하여 코로나 방전 전계속으로 들어간다.

코로나 방전 전극의 끝에서부터 수정소자 표면의 전극을 향하여 흐르는 코로나 전류에 의하여 입자는 하전되고 그 전기네 의하여 수정소자 전극상에 정전기적으로 포집된다.

수정소자의 양전극은 발진부, 주파수, 혼합기 및 지시회로에 접속되어 있고 코로나 전류는 항상 수 □ 정도로 일정하게 제어되어 있다.

1□/분으로 공기를 흡인하여 수정소자상에 퇴적한 질량에 의한 고유진동수부터의 차이는 2분간의 주파수 편차로 계수기에서 측정되고 연산회로에 의하여 □/□단위로 전환표시 된다.

수정소자에 퇴적한 분진의 질량이 감도의 비례범위를 초과할 경우에는 소자상의 분진을 간단히 제거할 수 있는 세정기구를 갖고 있다.

3.5  2.5 베타선 흡수법(□-Ray Absorption Method)

3.5.1 측정원리

이 방법은 대기중에 부유하고 있는 10□이하(단 분립장치에 따라 포집입자의 크기를 조절할 수 있음)의 입자상물질을 일정시간 여과지위에 포집하여 베타선을 투과시켜 입자상물질의 중량농도를 연속적으로 측정하는 방법이다.

이 측정방법은 베타선을 방출하는 광원으로부터 조사된 베타선이 여과지 위에 포집된 분진을 통과할 때 흡수 소멸되는 베타선의 차로서 측정되어지며 다음 식에 따른다.

I = Io·exp(□ X)

I  : 여과지에 포집된 분진을 투과한 베타선 강도

Io : Blank 여과지에 투과된 베타선 강도

□ : 분진에 의한 베타선 질량 흡수 소멸 계수(□/□)

X : 단위면적당 포집된 분진의 질량(□/□)

여기서 Io는 분진이 포집되지 않은 여과지를 통과한 베타선 강도이며 □는 상수로써 분진의 성분에 무관하다. 따라서, 분진농도는 단위면적당 포집된 분진의 질량에 의한 베타선의 흡수량으로 결정되어 진다.

C = [eqn: S over □.V.△t I n(I/Io)]

C : 분진 농도(□/□)

S : 분진이 포집된 여과지의 면적(□)

V : 흡입된 공기량(□)

△t : 포집시간(min)

3.5.2 장치구성

베타선에 의한 분진 측정장치의 구성은 공기흡인부, 분립장치, 유량조절부, 테이프 여과지, 교정부, 시료 채취 시간 조정부, 베타선 광원, 베타선 감지부, 연산장치 등으로 나누어지며 주요장치 구성은 그림 1과 같다. 공기흡인부에는 분립장치가 설치되어 있어 10□ 이상의 입자물자를 제거하며 설정유량으로 공기를 흡인하여 여과지위에 10□ 이하의 분진을 포집한다. 포집된 분진의 양은 베타선 광원으로부터 방출된 베타선은 분진의 포집된 여과지를 통과할 때 흡수소멸되며 나머지는 감지부에 도달되어 연산장치 또는 기록부에 감지된 양으로 입자상물질의 농도를 계산하게 된다.

3.5.3 측정장소 및 위치

제4장 제1절 2.2에 따른다.

3.5.4 측정시간

1시간을 원칙으로 하나, 사용기기에 따라 달라질 수 있다.

3.5.5 측  정

⑴ 측정기의 사용법

측정기의 사용설명서응 따른다.

⑵ 측정기의 감도교정

전원을 연결항 후 측정기가 예열(30분 정도)이 되면 교정을 행한다.

① 공기흠인부의 전원을 끄고 새로운 여과지로서 교체한 후 5분뒤에 측정치가 영점에 감지되는 가를 확인하고 만약에 영점에 감지되지 않을 경우 영점 조절 나사로서 영점을 조정한다.

② 영점교정이 끝나면 베타선 측정기용 스팬필름을 삽입하고 5분후에 측정치를 확인한다. 만약 측정치가 스펜필름값과 일치하지 않을 경우 스팬조절나사로 스팬값을 조정한다.

③ 교정이 끝나면 설정 유량과 분진 채취시간을 재확인한 후 측정을 행한다.

⑶ 측정기의 검정 및 주의사항

측정기에 사용하고 있는 베타선 광원은 100□Ci 이하로 밀봉되어 있어 안전하나 취급관리에 주의를 하여야 하며 분립장치의 분진청소, 상대 감도의 확인, 흡인유량 등을 수시로 점검한다.

일반적으로 시료채취 시간은 1시간으로 하나 농도가 먼지의 0.01□/□ 이하의 저농도일 경우 시료채취 시간을 연장하여 측정하도록 한다.

그림 1  베타선 흡수법 장치구성

제5항 환경대기중의 옥시단트 측정방법

1. 적용범위

이 시험방법은 환경대기중의 옥시단트(오존으로서) 농도를 측정하기 위한 시헙방  법이다.  자외선 광도법(자동)을 주 시험방법으로 한다.

2. 측정방법의 종류

2.1 자동연속 측정방법

2.1.1 자외선 광도법(Ultra Violate Photometric Method)

2.1.2 화학발광법(Chemiluminescent Method)

2.1.3 중성요오드화 칼륨법(Neutral Buffered KI Method)

2.2 수  동

2.2.1 중성요오드화 칼륨법(Neutral Buffered Potassium Iodide Method)

2.2.2 알칼리성 요오드화 칼륨법(Alkalized Potassium Iodide Method)

3. 용어의 뜻

이 측정방법에서 사용되는 용어의 뜻은 다음에 의하고 그 이외의 것은 제2장 제1항에 준한다.

⑴ 옥시단트 : 전옥시단트, 광화학옥시단트, 오존 등의 산화성물질의 총칭

⑵ 전옥시단트 : 중성요오드화 칼륨용액에 의해 요오드를 유리시키는 물질의 총칭

⑶ 광학옥시단트 : 전옥시단트에서 이상화질소를 제외한 물질

⑷ 제로가스 : 측정기의 영점을 교정하는데 사용하는 가스

⑸ 스팬가스 : 측정기의 스팬을 교정하는데 사용하는 가스

⑹ 교정용가스 : 측정기의 교정에 사용하는 가스로서 제로가스, 스팬가스, 눈금 교정용가스 등의 총칭

⑺ 제로 드리프트(zero Drift) : 어느 일정기간동안 측정기의 영점에 대한 지시치의 변동

⑻ 스팬드리프트(Span Drift) : 어느 일정기간동안 측정기의 스팬에 대한 지시치의 변동

⑼ 설정유량 : 측정기에서 정한 시료가스 및 교정가스 등의 유량

4. 시료 대기 채취방법

시료 대기 채취방법은 제4장 제1절에 3에 따른다.

5. 분석방법

5.1 자외선 광도법(자동연속 측정법)

5.1.1 측정원리

이 방법은 자외선 광도법에 의해 파장 254nm부근에서 자외선 흡수량의 변화를 측정하여 환경대기중의 오존농도를 연속적으로 측정하는 방법이다.

5.1.2 성  능

⑴ 측정범위 : 측정범위는 원칙적으로 0.5ppm O3⑴로 한다.

주⑴ 오존으로 교정한 ppm값

⑵ 재현성 : 제2항 5.1.2⑵에 따른다.

⑶ 제로 드리프트(Zero Drift) : 제2항 5.1.2⑷에 따른다.

⑷ 스팬 드리프트(Span Drift) : 제2항 5.1.2⑸에 따른다.

⑸ 지시오차(직선성) : 제2항 5.1.2⑹에 따른다.

⑹ 응답시간 : 제2항 5.1.2⑺에 따른다.

⑺ 예열시간 : 제2항 5.1.2⑻에 따른다.

⑻ 주위온도 변화에 대한 안정성 : 제2항 5.1.2⑽에 따른다.

⑼ 전원변동에 대한 안정성 : 제2항 5.1.2⒀에 따른다.

⑽ 전송출력 : 제2항 5.1.2⒁에 따른다.

⑾ 내전압 : 제2항 5.1.2□에 따른다.

5.1.3 장치구성

측정기는 시료대기채취구, 필터, 유량계, 시료대기흡입펌프, 측정셀, 광원램프, 검출기, 증폭기 및 지시기록계등으로 구성되어 있으며 각 구성용소는 5.1.2의 성능을 만족시켜야 한다.

⑴ 시료채취부

시료채취부, 핑터, 유량계로 구성되며 제5항 5.2.3⑵에 따른다.

⑵ 시료대기흡인펌프

제5항 5.2.3⑶에 따른다.

⑶ 검출부

측 정 셀 : 시료대기중의 오존에 의해 자외선을 흡수시키는 셀로서 광원램프, 검출기등과 함께 광학계를 구성한다.

광원램프 : 파장 254nm 부근에서 휘선스펙트럼을 갖는 것으로 원칙적으로 저압 수은램프를 사용한다.

검 출 기 : 파장 254nm 부근에서 검출감도를 가지며 광전광 또는 광전자 중배관을 사용한다.

⑷ 증폭기

비교셀과 측정셀의 흡광도 비교측정을 행하며 지시기록계 또는 전송신호에 핑요한 전기신호가 얻어짐에 따라 증폭한다.

⑸ 지시기록계

오존농도를 눈금에 따라 기록계에 나타낸다.

5.1.4 조작법

⑴ 설  치

제2항 5.1.4⑴에 따른다.

⑵ 측정준비

제2항 5.1.4⑵에 따른다.

⑶ 눈금교정

제2항 5.1.4⑶에 따른다.

5.1.5 측  정

교정용 가스의 도입을 중지하고 시료대기를 설정 유량으로 일정하게 도입해서 연속측정을 한다.

5.1.6 보수점검

제5항 5.2.8의 규정에 따른다.

5.1.7 검량선의 작성방법

제2항 5.1.7에 따른다.

5.1.8 표  시

제2항 5.1.8에 따른다.

5.2 화학발광법(자동연속측정법)

5.2.1 측정원리

이 방법은 화학발광법에 의해 환경대기중에 포함되어 있는 오존농도를 연속적으로 측정하는 방법이다.

시료대기중에 오존과 에틸렌(Ethylene)가스가 반응할 때 생기는 발광도가 오존농도와 비례관계가 있다는 것을 이용하여 오존농도를 측정한다.

이 측정방법의 최저감지농도는 0.003ppm이며 방해물질로는 수분에 대해 약간 영향을 받으나 다른 물질에 대하여는 영향을 받지 않는다.

5.2.2 성  능

⑴ 측정범위 : 측정범위는 원칙적으로 0.5ppm O3⑴로 한다.

주⑴ 오존으로 교정한 ppm값

⑵ 재현성 : 제2항 5.1.2⑵에 따른다.

⑶ 제로 드리프트(Zero Drift) : 제2항 5.1.2⑷에 따른다.

⑷ 스팬 드리프트(Span Drift) : 제2항 5.1.2⑸에 따른다.

⑸ 지시오차(직선성) : 제2항 5.1.2⑹에 따른다.

⑹ 응답시간 : 제2항 5.1.2⑺에 따른다.

⑺ 예열시간 : 제2항 5.1.2⑻에 따른다.

⑻ 주위온도 변화에 대한 안정성 : 제2항 5.1.2⑽에 따른다.

⑼ 전원변동에 대한 안정성 : 제2항 5.1.2⒀에 따른다.

⑽ 전송출력 : 제2항 5.1.2⒁에 따른다.

⑾ 내전압 : 제2항 5.1.2□에 따른다.

5.2.3 장치구성

⑴ 구성일반

측정기는 시료채취부, 시료대기흡입펌프, 검출부, 유량제어부, 배출가스부 등으로 구성되어 있으며 각 구성요소는 5.1.2의 성능을 만족시켜야 한다.

⑵ 시료채취부

시료대기채취부는 시료채취관을 접속시키는 부분으로 내경 6~8□의 채취관을 연결시킨다.

주⑴ 오존으로 교정한 ppm의 값

① 여과지

여과지는 시료대기중에 포함되어 있는 먼지를 제거하고 유로의 막힘을 방지하기 위해 사용하며 테플론을 사용하여 오존이 흡착되는 것을 방지하여 측정오차의 발생을 줄여야 한다.

② 유량계

제3항 5.2.3⑶에 따른다.

⑶ 시료대기 흡인펌프

흡인펌프:시료대기 흡인펌프는 시료대기를 가스흡입부에 주입시키기 위한 것으로 여과지의 먼지에 의해 흡인저항이 증가되어도 항상 일정 유량으로 흡인시킬 수 있는 펌프를 사용한다.

⑷ 검출부

반응조, 광측정부, 증폭기 등으로 구성되며, 시료대기중 오존과 에틸렡(Ethylene)을 반응조에서 접촉시켜 오존과 에틸렌의 반응에 의해 발생되는 화학발광량을 광측정부에 전기신호로 변화시켜 측정하게 된다.

⑸ 유량제어부

유량제어부는 측정기에 필요한 시료대기를 연속적으로 일정유량으로 공급하기 위하여 유량계, 유량조절기, 시료대기 흡인펌프 등으로 되어 있다.

① 에틸렌 유량제어기

에틸렌(Ethylene) 유량제어기는 에틸렌을 일정유량으로 제어하기 위하여 유량조절기 및 유량의 감시를 위한 유량계로 구성

② 에틸렌 차단기

에틸렌 차단기는 측정기에 공급전원이 단전되었을 때 및 비측정시 에틸렌의 도입유로를 차단하는 것으로 전자밸브를 사용한다.

③ 에틸렌 흡입구

에틸렌 흡입구는 외경 3~6□의 금속관으로 연결되고, 가스압력 10□/□에서 새지 않도록 연결되어 있어야 한다.

⑹ 배출가스부

배출가스구는 6~8□의 염화비닐관으로 연결되어야 한다.

5.2.4 조작법

⑴ 설  치

제2항 5.1.4⑴에 따른다.

⑵ 측정준비

제2항 5.1.4⑵에 따른다.

⑶ 눈금교정

제2항 5.1.4⑶에 따른다.

⑷ 교정용가스

(4.1) 제로가스

고압용기에 넣은 고순도 공기 또는 활성탄이나 소다회 등을 통과시켜 불숨물을 제거시킨 공기를 사용한다. 어느 것이나 질소산화물(NO+NO2)이 0.1ppm이하이어야 한다.

(4.2) 스팬가스

오존발생장치에서 발생시켜 요오드화 칼륨법에 의해 농도를 측정하기 위한 교정용 가스로서 농도는 최대눈금값의 약 90%인 것을 사용한다.

① 오존발생장치

오존발생장치는 수은방전광을 사용하여 안정한 일정농도의 오존을 발생시킬 수 있도록 한 것으로서 오존발생에 사용하는 공기는 고압용기에 넣은 합성공기로서 질소산화물(NO+NO2)의 함유량이 0.1ppm이하인 것을 사용한다.

② 오존농도의 측정(요오드화 칼륨법)

㉮ 시  약

흡수액 : 흡수액은 1% 중성요오드화 칼륨용액으로서 환원성물질을 함유하지 않은 시약을 사용하여 다음과 같이 만든다.

즉, 요오드화 칼륨(KI) 10g, 인산이수소 칼륨(KH2 PO4)13.61g, 인산일수소나트륨(Na2HPO412H2O) 36.82g을 물 0.8□에 녹이고, 1% 수산화나트륨 또는 1% 인산을 사용하여 pH를 7.0±0.2로 조절하고 물을 가하여 1□로 만든다. 이 용액은 갈색병에 넣어 냉장고에 보관하면 수주일간은 안전하다.

요오드표준액 : N/10요오드용액 10.0/f□(f는 N/10 요오드 용액 역가)를 취하여 흡수액을 가해서 100□로 하고, 흡수액으로 묽혀 요오드 표준액으로 한다.(이 용액은 사용할 때 조제한다)

이 요오드표준액 1□는 12□ O3(20℃, 760□Hg)에 상당한다.

㉯ 장  치

흡수관 : 흡수관은 유리제임핀저를 사용한다.(보기 그림 1)

가스미터 : 1□/분의 유량을 정확히 측정할 수 있는 것으로 1□/회전의 것이 좋다.

흡인펌프 : 장치에 연결할 때 1□/분 이상의 유량이 얻어지는 펌프로서 공기가 새지 않는 것을 사용한다.

분광광도계 : 352nm부근의 파장에서 측정 가능한 분광광도계를 사용한사용한다.

그림 1   흡     수    관

㉰ 시료채취

시료의 채취장치는 그림 2와 같이 연결하고 연결부분이 새지 않도록 한다. 흡수관에 흡수액 10.0□를 넣고 오존발생장치에서 시료가스를 0.95~1.05□/분의 일정유량으로 15분간 채취한다.

그림 2  시료가스 채취장치의 구성

A : 흡수관(유리제임핀저)

B : 트랩

C : 유리솜

D : 유량조절밸브

E : 흡인펌프

F : 1□/회전 습식 또는 건식 가스미터

G : 온도계

H : 압력계

㉱ 조  작

시료를 채취한 흡수액은 30분간 방치한 후 10□셀에 옮겨 넣고 352nm 부근의 흡광도를 측정한다. 이때 대조액은 흡수액을 사용한다.

검량선으로부터 오존의 부피를 구한다.

검량선은 요오드표준액 0~10□를 단계적으로 100□ 메스플라스크에 취하고 흡수액을 표선까지 채운 후 의 조작에 의해 오존량과 흡광도와의 관계선을 작성한다.

5.2.5 계  산

⑴ 시료가스 채취량의 환산

시료가스 채취량은 다음 식에 의하여 20℃, 760□Hg(1.013mb)의 체적으로 환산한다.

① 압력의 단위로 □Hg을 사용할 때

[eqn: Vs = V× 293 over 273+t ×({Pa+Pm-Pv} over 760})]

여기서 Vs : 시료가스 채취량(□)

V : 가스미터에서 측정한 시료가스량(□)

t  : 가스미터에서의 온도(℃)

Pa : 대기압(□Hg)

Pm : 가스미터에서의 게이지압(□Hg)

Pv : t℃에서의 포화수증기압(□Hg)

② 압력의 단위로 mbar를 사용할 때

[eqn: Vs = V× 293 over 273+t ×({Pa+Pm-Pv} over 1,013})]

여기서 Vs : 시료가스 채취량(□)

V : 가스미터에서 측정한 시료가스량(□)

t  : 가스미터에서의 온도(℃)

Pa : 대기압(mb)

Pm : 가스미터에서의 게이지압(mb)

Pv : t℃에서의 포화수증기압(mb)

5.2.6 오존농도의 산출

시료가스중의 오존의 농도는 다음에 의해서 산출한다.

[eqn: C = V over Vs]

여기서 C : 오존농도(v/v ppm)

V : 검량선에서 구한 오존량(□)

Vs: 시료가스 채취량(□)

5.2.7 측  정

교정용 가스의 도입을 중지하고 시료대기를 설정 유량으로 일정하게 도입해서 연속 측정을 한다.

5.2.8 보수점검

필요에 따라 다음 사항을 점검한다.

⑴ 여과지의 교환

⑵ 시료대기 유량의 점검

⑶ 기록지의 교환

⑷ 기록잉크의 보급

⑸ 기타 점검사항

5.2.9 검량선의 작성방법

제2항 5.1.7에 따른다.

5.2.10 표  시

제2항 5.1.8에 따른다.

5.3 중성요오드화 칼륨법(자동연속측정법)

5.3.1 측정원리

이 방법은 중성요오드화 칼륨 흡수액을 사용하는 흡광관도법으로서 시료대기중에 함유하느 전옥시단트농도를 연속적으로 측정한다.

흡수액에 시료대기를 일정량으로 흡수시켜 유리되는 요오드의 흡광도를 측정하여 시료대기중에 함유된 전옥시단트농도를 구한다.

5.3.2 성  능

5.1.2의 규정에 따른다.

5.3.3 장치구성

측정기는 필터, 세정기, 유량계, 가스흡수부, 시료대기 흡인펌프, 흡착필터, 흡수액 송액펌프,흡수액 탵크, 흡광도 측정부, 증폭부 및 지시기록부 등으로 구성될 수 있으며, 각 측정부는 4.2.2의 성능을 만족시킬 수 있도록 구성되어야 한다.

비고 : 이 측정기에서 사용되는 흡수액은 원칙적으로 2% 중성요오드화 칼륨용액으로서 다음과 같이 조제하여 사용한다.

요오드화 칼륨(KI) 200g, 인산이수소 칼륨(KH2PO4) 140g, 인산일수소나트륨(Na2HPO4·12H2O) 360g을 물에 녹여 10□러 하고, 10% 수산화나트륨 또는 10% 인산을 사용하여 pH를 7.0±2로 조절한다. 이 흡수액은 약 하루 동안 방치한 후 사용한다.

5.3.4 조작법

⑴ 설  치

5.1.4⑴의 규정에 따른다.

⑵ 측정준비

5.1.4⑵의 규정에 따른다.

⑶ 교 정

측정기가 정상 상태에 도달하면 교정용 등가액으로 다음 방법에 의해 교정을 한다.

① 제로조정용 등가액을 측정셀에 넣고 지시가 안정되면 0ppm을 나타내도록 영점조정을 한다.

② 스팬조정용 등가액을 측정셀에 넣고 지시가 안정되면 소정의 오존농도를 나타내도록 스팬조정을 한다.

③ 필요에 따라 ① 및 ② 조작을 반복하고 제로 및 스팬값이 일치될 때까지 실시한다.

비고 : 등가액은 다음과 같이 만든다.

① 요오드 표준액 : 4.1.4(4..2) ②㉮에 따른다.

② 눈금교정용 등가액 : 다음 식에서 구한 양의 요오드 표준액을 채취하고 여기에 흡수액을 가하여 1,000□로 한다.

[eqn: V = C×f over v×1.2 × 100]

여기서 V : 요오드 표준액 채취량(□)

C : 개략오존농도(v/v ppm)

f  : 시료가스유량(□/분)

v : 흡수액유량(□/분)

③ 스팬조정용 등가액 : 비고 ②에 의해 조제된 눈금교정용 등가액으로 부터 이용액의 오존농도 상당값은 스팬가스를 사용하여 구하고 이 농도를 측정범위(Range)의 최대눈금값의 약 90%에 오는 것을 사용한다.

④ 제로조정용 등가액 : 제로조정용 등가액은 흡수액을 그대로 사용한다.

5.3.5 측  정

5.1.7의 규정에 따른다.

5.3.6 보수점검

5.1.8의 규정에 따른다.

5.3.7 검량선 작성방법

제2항 5.1.7에 따른다.

5.3.8 표  시

5.1.10의 규정에 따른다.

5.4 중성요오드화 칼륨법(수동)

5.4.1 측정원리

⑴ 이 방법은 대기중에 존재하는 오존과 다른 옥시단트[이산화질소, 염소, PAN (Peroxy Acetyl Nitrate) 및 과산화수소]를 포함하는 저농도의 전체 옥시단트를 측정하는데 사용된다. 이 방법은 오존으로써 0.01~10ppm 범위에 있는 전체 옥시단트를 측정하는데 사용되며 산화성물질이나 환원성물질이 결과에 영향을 미치므로 오존만을 측정하는 방법은 아니다.

⑵ 이 방법은 시료를 채취한 후 1시간이내에 분석할 수 있을 때 사용할 수 있으며 한 시간내에 측정할 수 없을 때는 알칼리성 요오드화 칼륨법을 사용하여야 한다.

⑶ 옥시단트는 화학적으로 정해진 물질이 아니므로 이 방법이나 다른 방법(알칼리성 요오드화 칼륨법)으로 분석한 결과가 꼭 같지는 않다.

만일 다른 방법에 의해서 분석한 결과를 바교해 볼 필요가 있을 때는 같은 시료를 사용하여 동시에 비교 분석하여야 한다.

⑷ 흡수액 10□ 사용할 때 오존 2□과 20□(1과 10□) 사이의 농도는 1□ 셀을 사용할 때 흡광도 0.1과 1에 해당된다.

오존 20ppm까지 함유한 대기시료는 흡광도와 시료농도 사이에 직선관계가 있다.

⑸ 이 방법은 대기중에 존재하는 오존과 다른 옥시단트가 pH 6.8의 요오드화 칼륨 용액에 흡수되면 옥시단트 농도에 해당하는 요오드가 유리되며 이 유리된 요오드를 파장 352nm에서 흡광도를 측정하여 정량한다.

요오드가 유리되는 반응식은 다은과 같다.

O3 + 2KI + H2O → O2 + I2 + 2KOH

⑹ 오존을 포함한 많은 산화성물질 즉 이산화질소, 염소, 과산화산류, 과산화수소 및 PAN(Peroxy Acethl Nitrate)은 모두 옥시단트이며 이들은 이 방법에서 요오드를 유리시킨다.

산화성 가스로는 아황산가스 및 황화수소가 있으며 이들은 부(Minus)의 영향을 미친다.

환원성 분진등도 이 방법에서 영향을 미친다.

⑺ 이산화질소는 오존의 당향, 물 농도에 대하여 약 10%의 영향을 미친다고 알려져 있다. 이산화질소의 반응은 용액중에서 아질산이온의 생성결과 일어나며, 이산화질소가 전체 옥사단트에 미치는 영향은 이산화질소의 동시분석으로 예측할 수 있다.

⑻ PAN은 오존의 당량, 물, 농도의 약 50%의 영향을 미친다.

⑼ 아황산가스에 대한 방해는 심하나 옥시단트 농도의 100배까지의 농도를 갖는 아황산가스는 임핀저의 위족 시료 채취관에 크롬산 종이 흡수제(Chromic Acid Paper AbSorber)를 설치함으로써 제거할 수 있다.

5.4.2 장  치

⑴ 장  치

흡광광도계

⑵ 시료가스 채취장치

시료가스 채취장치의 구성에 대한 보기는 그림 3과 같다.

① 흡수병

5□마다 눈금이 새겨져 있는 유리제 소형 임핀저(Midget Impinger) 그림 4가 널리 사용된다.

임핀저는 매 사용할 때마다 중크롬산-황산 세척액으로 깨끗이 씻고 수도물 및 증류수로 세척한 후 깨끗이 보관하여 사용한다.

그림 3  시료대기 채취장치의 보기

② 유량계

0.5~3□/분의 가스 유량을 2% 정확도로 측정할 수 있는 면적유량계(로타미터)를 사용한다.

③ 흡인펌프

시료공기를 흠인할 수 있는 펌프로서 유량계와 펌프를 보호하기 위하여 임핀저 다음에 트랩과 필터를 설치ㅘ는 것이 좋다.

④ 흡수용 U자관

U자형의 흡수관에 유리마개가 있는 70□~140□용량의 유리용기, 아황산가스제거용으로 사용하며 삼산화크롬지를 충전시킨다.

⑤ 시료채취용관

시료채취용 관류는 테플론, 유리, 스테인레스강재를 사용하고 오존을 파괴시키는 PVC나 고무관을 사용해서는 안된다.

그림 4  소 형 임 핀 저

5.4.3 시  약

분측정에 사용되는 모든 시약은 분석용 특급 시약을 사용하여야 한다.

⑴ 증류수

모든 시약 조세시에는 두 번 증류한 증류수를 사용하여야 한다.

증류수를 과망산칼륨과 수산화바륨의 결정을 유리 증류플라스크에 넣고 재증류하여 사용한다.

⑵ 흡수액

인산이수소칼륨(KH2PO4) 13.61g, 인산일수소나트륨(Na2HPO4) 14.2g, (Na2HPO4 12H2O를 사용할 때는 35.82g) 및 요오드화 칼륨 10g을 순서대로 증류수에 녹이고 증류수를 가하여 1□로 만든다.

이 용액은 사용하기전 적어도 하루 동안 실온에 방치하여 두어야 한다.

pH를 측정하고 수산화나트륨용액(1%)과 인산이수소칼륨(1%)으로 pH를 6.8±2가 되도록 조잘한다.

이 흡수액은 갈색 유리병에 넣고 냉장고에 보관하면 수주일 동안 보관할 수 있으나 싱오네서는 오래 보관하지 못하며 햇빛을 쪼여서는 안된다.

⑶ 요오드 표준용액

요오드화칼륨 10g과 요오드 3.173g을 차례로 증류수에 녹이고 증류수를 가하며 전체를 50□가 되게 한다.

이 용액은 0.05N 요오드용액이며 상온에서 적어도 1일 방치한 후 사용한다. 요오드의 무게를 정확히 달면 이 표준용액의 표정은 필요 없으나 표정을 하고자 할 때는 전분용액을 지시약으로 하여 티오황산나트륨 표준액으로 표정한다.

5.4.4 시료채취법

⑴ 삼상화크롬지를 채운 U자관 트랩, 필터, 유량계, 니들밸브 및 펌프를 그림 3과 같이 연결한다. 아래 임핀저 앞부분은 갈아 맞춘 유리를 사용한다.

흡수액 10□를 임핀저에 취해 넣고 시료공기를 0.5~3□/분 속도로 30분간 흡인한다. 시료채취 유속과 시간은 흡수액에 옥시단트를 충분한 농도로 흡수시킬 수 있도록 조절한다.

흡수액은 태양광선에 노출시켜서는 안된다.

대기중에 오존이 0.01ppm농도로 포함되어 있으면 3□/분으로 30분간 흡수시키면 오존 약 1□을 얻을 수 있다. 채취시 시료의 전체부피는 25℃, 760□Hg의 실측상태로 보정하여야 한다.

비고 : ppm농도로 오존을 함유하고 있는 공기를 두 개가 직렬로 연결되어 있는 임핀저로 통과시키면 극히 소량의 요오드가 둘째번 임핀저의 흡수액에서 발생한다. 효율이 좋은 유리기포발생기(Fritted Giass Bubbler)의 사용은 낮은 옥시단트 값을 나타낸다. 그러므로 오존이나 다른 옥시단트를 측정하기 위한 시료채취 경우는 잘 사용하지 않는다.

⑵ 아황산가스의 제거

아황산가스에 의한 방해는 임핀저 앞쪽에 아황산가스 흡수 U자관을 설치함으로써 옥시단트 100배까지의 농도에서 제거할 수 있다.

옥시단트의 손실없이 아황산가스를 제거할 수 있는 앙황산가스 흡수제는 삼산화크롬과 황산으로 함침시킨 유리섬유제 여과지이다.

비고:삼산화크롬 1.25g과 진한 환산 0.35□를 함유하는 수용액 7.5□를 유리솜여과지 193□(30in2)위에 방울방울 가하여 용액을 여과지 ㅟ에 균일하게 분산시킨다. 80~90℃에서 1시간동안 건조시킨 후 6.4×12.7□(1/4×1/2in)의 조각으로 자른 다음 V자 모양으로 접어 U자관에 충전한다.

U자관에 0.2ppm 오존을 1시간동안, 그리고 건조공기를 하루동안 통과시킨다.

흡수제는 1개월동안 보관할 수 있으나 사용하면 곧 열화된다.

시료채취시 습한 공기에 의해 젖게 되면 다시 사용하기전에 건조공기로 건조하여야 한다.

⑶ 시료채취법의 일반사항은 제4장 제1절 시료채취방법에 따른다.

5.4.5 분석방법

⑴ 필요한 시간동안 시료를 채취한 후 용액이 많이 증발하였으면 재증류수를 보충하여 액량을 10□로 한다.

⑵ 시험액을 셀에 취하고 30~60분 이내에 파장 352nm에서 재증류수를 대조액으로 하여 흡광도를 측정한다.

⑶ 오존은 빠른 반응과 느린 반응에 의해 요오드를 생성시킨다는 것이 알려졌다. 이러한 산화제의 존재와 환원제에 의한 점차적인 퇴색은 측정의 정확도에 영향을 미치므로 일정기간 동안에는 2~3회 흡광도를 측정하여 바탕시험용 흡광도로 한다.

⑷ 시료공기를 통과시키지 않는 흡수액의 흡광도를 측정하여 바탕시험용 흡광도로 한다.

⑸ 검량선은 다음과 같이 구한다.

0.05-N 요오드용액 5□를 정확히 취하여 100□ 메스플라스크에 낳고 흡수액으로 표선까지 채워 0.0025-N 요오드용액을 만든다.

0.0025-N요오드용액 0~1□를 단계적으로 (0.2, 0.4, 0.6, 0.8□) 4개의 25□ 메스플라스크에 정확히 취하고 흡수액으로 표선까지 채운다. 잘 섞은 후 즉시 셀에 취하고 파장 352nm에서 흡광도를 측정한다.

이 용액은 0.1~2 사이의 흡광도를 나타내며 요오드 용액의 노르말농도와 흡광도와의 관계를 그래프상에 그리면 직선을 나타낸다.

5.4.6 계  산

⑴ 표준용액의 흡광도에서 바탕시험의 흡광도를 뺀다.

표준용액의 노르말농도(Normality)에 대한 보정 흡광도를 그래프상에 그리고 흡광도가 정확히 1에 해당하는 노르말농도(Normality)를 구한다. 흡광도 1을 만들기 위한 흡수액 10□에 요구되는 오존의 □수(25℃, 760□Hg 상태에서)로 표시되는 M값을 언기 위하여 이 노르말농도에 1.224×105를 곱한다.

⑵ 1□셀을 사용하면 M은 대략 9.6이 되며, 시료대기의 옥시단트 농도는 다음 식으로 구할 수 있다.

C = A·M/V

여기서 C : 오존(O3)으로 나타낸 옥시단트의 농도(ppm)

A : 보정흡광도

V : 흡수액 100□에 흡수시킨 실측상태(25℃, 760□Hg)로

환산한 시료 공기량

(이 환산은 아주 적기 때문에 생략할 수 있다)

⑶ 시료채취시의 온도 및 압력을 실측상태로 환산하기 위해서는 다음 식을 사용한다.

[eqn: Q sub2 =Q sub1 (0.392) ({P sub2 over T sub1})]

여기서 Q2 : 25℃, 760□Hg로 환산한 유속

Q1 : 유량계에서 읽은 유속

T2·P2 : 시료채취시의 온도 및 압력

5.5 알칼리성 요오드화 칼륨법(수동)

5.5.1 측정원리

⑴ 이 방법은 대기중에 존재하는 저농도의 옥시단트(오존)를 측정하는데 사용된다.이 방법은 다른 산화성물질이나 환원성물질이 방해하며 아황산가스나 이산화질소의 방해는 시료를 채취하는 동안에 제거 시킬수 있다.

⑵ 이 방법에 의 오존의 검출한계는 1~16□이며, 더 높은 농도의 시료는 흡수액 으로 적당히 묽혀 사용할 수 있다.

⑶ 이 방법은 대기중에 존재하는 미량의 옥시단트를 알칼리성 요오드화 칼륨용액에 흡수시키고 초산으로 pH 3.8의 산성으로 하면 산화제의 당량에 해당하는 요오드 유리된다.

이 유리된 요오드를 파장 352nm에서 흡광도를 측정하여 정량한다.

⑷ 산화성물질 또는 환원성물질은 요오드화 칼륨을 요오드로 산화 시키는데 영향을 미친다. 아황산가스는 흡수액에 과산화수소를 가하여 흡수시키면 아황산가스가 황산이온으로 산화되며 여분의 과산화수소는 초산을 가하기전에 끓여서 제거한다.

대기중의 산소는 흡수액을 감지할 수 있을 정도로 산화시키지 않는다.

5.5.2 장  치

⑴ 장  치

흡광광도계

⑵ 시료가스 채취장치

100□이상의 용액을 주입시킬 수 있는 흡수병(Midget Impinger) 2개, 유량계(20~30□/분의 범위에서 사용할 수 있는 것) 1개, 흡인펌프 1개를 준비하여 그림 1과 같이 시료채취장치를 조립하며, 이때에 흡수용 U자관은 필요없다.

5.5.3 시  약

본 측정에서 사용되는 모든 시약은 분석용 또는 특급시약을 사용하여야 한다.

⑴ 흡수액

수산화나트륨용액(0.4%) 100□에 요오드화칼륨 1g을 용해한 것을 사용한다.

⑵ 초산(3N)

⑶ 과산화수소(1+29)

⑷ 수산화나트륨용액(0.4%)

⑸ 요오드산 칼륨표준액

검량선에 사용하는 요오드산 칼륨표준액 1□중에, 1.49□ KIO3가 함유되도록 용액을 조제한다.

이 용액 1□는 1□ O3에 상당하다.

1.49□ KIO3 = 7±10-9mol KIO3 = 2.1×10-8mol I2

= 2.1×10-8mol O3 = 1×10-6g O3 = 1□ O3

1□ O3 = 0.021×10-6mol O3

5.5.4 시료채취법

⑴ 두 개의 흡수병에 흡수액 30□씩을 정확히 주입하고 물을 가하여 75□로 한다.

가능한 직시광선을 피하도록 한다.

⑵ 흡인펌프를 사용하여 30□/분의 유속으로 직렬로 연결한 2개의 흡수병에 시료대기를 약 30분간 흡입한다.

제2흡수병은 산화물을 세척한 후 공기에 대한 바탕시험을 하기 위한 것이다.

⑶ 흡인한 공기량은 시료채취시의 온도와 압력으로부터 실측상태(760□Hg, 25℃)의 공기량으로 환산한다.

⑷ 흡수액의 증발이 있을 때는 물을 가하여 전량을 75□로 한다.

⑸ 만일 시료채취 직후 측정할 수 없을 때는 깨끗이 건조한 유리마개가 달린 메스실린더에 옮겨 보관한다.

장기간 보관하년 유리마개가 교착될 염려가 있으며, 포집된 옥시단트는 안정된 화합물이므로 수일간 보관할 수 있다.

5.5.5 분석방법

⑴ 흡수병의 내용물을 100□ 비이커에 옮겨 넣고 과산화수소(1+29) 한방울을 가하여 아황산가스를 황산으로 산화시킨다.

⑵ 여분의 과산화수소를 분해시키기 위하여 10□이하가 될 때까지 끓인다.

⑶ 냉각 후 유리마개가 달린 메스실린더(50□)에 옮겨 넣고 3N 초산을 가하여(약 10□) pH 3.8로 조절한다.

⑷ 물을 가하여 50□로 하고 잠시후 352nm에서 흡광도를 측정한다.

이 때 대조액으로는 증류수를 사용한다.

⑸ 두번째 흡수병의 흡수액에 대하여 같은 방법으로 흡광도를 측정하여 바탕시험치로 한다.

⑹ 검량선은 다음과 같이 만든다.

① 3개의 50□ 유리마개가 달린 메스실린더에 흡수액 30□씩을 넣고 여기에 요오드산 칼륨표준용액 1□, 1.3□, 1.5□를 가하고 각각에 물을 가하여 40□로 한다.

(이것은 오존 1, 1.3, 1.5□에 상당하는 양이다)

② 3N초산 약 10□씩을 가하여 pH3.8로 조절한다.

③ 잠시후 352nm에서 각각의 흡광도를 측정하고 흡광도와 오존량과의 관계선을 작성한다.

5.5.6 계  산

시료대기중의 오존의 농도는 다음 식으로 구한다.

오존의 농도[eqn: (ppb) = {B×10 sup-6 × 24.47 × 10sup9} over 48A]

[eqn: = {B × 509} over A]

여기서 A : 채취한 시료대기량을 실측상태(760□Hg, 25℃)로 환산한 것(□)

B : 검량선에서 구한 오존량(□)

제6항 환경대기중 탄화수소 측정법

1. 적용범위

이 시헙방법은 환경대기중의 탄화수소 농도를 측정하기 위한 시헙방법이다. 비메탄 탄화수소 측정법을 주시험법으로 한다.

2. 측정방법의 종류

2.1 지동연속(수소염이온화 검출기법)

2.1.1 총탄화수소 측정법

2.1.2 비메탄 탄화수소 측정법

2.1.3 활성 탄화수소측정법

3. 용어의 뜻

이 측정법에서 사용되는 용어의 뜻은 다음에 의하고 그외의 것은 제2장 제1항에 준한다.

3.1 공통용어

⑴ 제로 드리프트(Zero Drift)

제3항 3.1⑴에 따른다.

⑵ 스팬 드리프드(Span Drift)

제3항 3.1⑵에 따른다.

⑶ 제로 가스(Zero Gas)

제3항 3.1⑶에 따른다.

⑷ 스팬 가스(Span Gas)

제3항 3.1⑷에 따른다.

⑸ 수소염 이온화 검출법

수소염에 의해 이온화 현상을 이용해 탄화수소 화합물을 검출하는 방법

⑹ ppmC

탄소 원자수를 기준으로 하여 표시한 ppm치

⑺ 연료가스

수소염이온화 검출기에 사용하는 수소 또는 수소와 불활성가스의 혼합가스

⑻ 조연가스

수소염 이온화 검출기에 연소용 공기

⑼ 연료가스 차단기

검출기의 수소염이 꺼졌을 때 수소염 검지기의 신호에 의해 연료가스 라인을 자동적으로 차단하는 밸브

⑽ 수소염 검지기

검출기의 수소염이 꺼졌는가를 검지하는 장치

⑾ 수소 발생장치

연료가스 즉 수소를 발생시키기 위한 장치

⑿ 제로 가스 정제장치

영점 교정을 위한 제로 가스와 조연공기중 탄화수소 화합물 재거를 위한 장치

3.2 총탄화수소 측정법 용어

⑴ 총탄화수소

수소염 이온화 검출법으로 측정된 전체 탄화수소화물

3.3 비메탄 탄화수소 측정법 및 활성탄화수소 측정법 용어

⑴ 비메탄 탄화수소

총탄화수소로부터 메탄을 제외한 것

⑵ 운반 가스

분리관을 지나는 시료 서운을 전개 용출 시키는 가스(시료 성분을 운반하는 가스)

⑶ 분석용 분리관

가스크로마토 그래프 조작에 있어 목적성분을 전개 용출시키는 분리관

⑷ 전치분리관

가스크로마토 그래프 조작에 있어 분석용 분리관의 앞에 사용하는 분리관

⑸ 활성탄화수소 가운데 세정기를 이용해서 제거되어지는 올레핀계 탄화수소, 방향족 탄화수소 등의 총칭

⑹ 세정기

총탄화수소 가운데 올레핀계 탄화수소, 방향족 탄화수소 등을 중금속염과의 반응성을 이용해서 흡착제거하는 장치

4. 시료공기 채취방법

시료공기 채취방법은 제4장 제1절 3에 따른다.

5. 분석방법

5.1 총탄화수소 측정법

5.1.1 측정원리

이 방법은 환경대기를 수소염이온화 검출기에 도입하여 탄화수소가 수소염중에 연소할 때 발생하는 이온에 의한 미소전류를 측정해서 대기중의 총탄화수소농도를 연속적으로 측정하는 방법이다.

5.1.2 성  능

측정기는 다음 성능을 만족시켜야 한다.

⑴ 측정법위

측정범위는 0~10ppmC, 0~25ppmC 또는 0~50ppmC로 하여 1~3단계(Range)의 변환이 가능한 것

⑵ 재현성

동일조건에서 제로 가스와 스팬 가스를 번갈아 3회 도입해서 각각의 측정치의 평균치로 부터의 편차를 구한다.

이 편차는 각 측정단계(Range)마다 최대 눈금치의 ±1%의 범위내에 있어야 한다.

⑶ 지시의 변동

제로 가스 및 스팬 가스를 흘러보냈을 때 정상적인 측정치의 변동은 각 측정단계(Range)마다 최대 눈금치의 ±1%의 범위내에 있어야 한다.

⑷ 제로 드리프트(Zero Drift)

제2항 5.1.2⑷에 따른다.

⑸ 스팬 드리프트(Span Drift)

제2항 5.1.2⑸에 따른다.

⑹ 응답시간

스팬가스를 도입시켜 측정치가 일정한 값으로 급격히 변화되어 스팬가스 농도의 90% 변화할 때까지의 시산은 2분 이하여야 한다.

⑺ 지시오차(직선성)

제로조정 및 스팬조장을 끝낸 후 그 중간 농도의 교정용 가스를 주입 시켰을 경우에 상당하는 메탄 농도에 대한 지시오차는 각 측정단계(Range)마다 최대 눈금치의 ±5%의 범위내에 있어야 한다.

⑻ 예열시간

전원을 넣고 나서 정상으로 작동할 때까지의 시간은 4시간 이하라야 한다.

⑼ 주위온도변화에 대한 안정성

제2항 5.1.2⑽에 따른다.

⑽ 시료대기의 유량변화에 때한 안정성

펌프 유량 설정치에 대하여 ±10% 변화되어도 지시치 변화는 최대 눈금치의 ±1%의 범위에 있어야 한다.

⑾ 전원전압 변동에 대한 안정성

제2항 5.1.2⒀에 따른다.

⑿ 내전압

제2항 5.1.2□에 따른다.

비고 : 상온은 20±15℃, 상습은 65±20%를 말한다.

⒀ 절연저항

제2항 5.1.2(16)에 따른다.

⒁  전송출력

제2항 5.1.2⒁에 따른다.

5.1.3 장치구성

⑴ 구성일반

측정기는 시료 채취부 촟 탄화수소 분석계 및 지시기록계로 구성되어 진다.

⑵ 시료 채취부

시료 채취부는 시료 대기중의 분진을 제거하고 측정기에 필요한 시료를 연속적으로 공급할 수 있어야 되고 제로 가스 및 스팬 가스 도입부, 여과지 펌프, 유량계, 변환펌프 등으로 구성되어 진다.

더욱 측정기에 붙어 있는 가스부에 사용되는 배관의 재질은 시료 대기중의 탄화수소를 흡착한다든지 채취부 자체에 의해 탄화수소 등의 측정의 영향을 미치는 물질을 방출하는 것이 있으면 안된다.

① 여과지

여과지는 원칙적으로 유리솜 또는 셀룰로우스 섬유제의 원통 또는 원판 여과지를 사용한다.

② 펌  프

펌프는 원칙적으로 다이아프램 또는 메탈페로 펌프를 사용하여 분석계기가 안전하게 작동될 수 있고 시료 대기를 연속해서 공급할 수 있는 펌프를 사용한다.

③ 유량계

유량계는 원칙적으로 부자형 순간 유량계를 사용한다.

④ 변환밸브

변환밸브는 교정용가스와 시료 대기의 유류를 변환할 수 있는 것으로 원칙적으로는 수동 또는 전자밸브를 사용한다.

펌프보호를 위하여 3방 밸브를 사용하고 교정중에는 시료 대기가 바이패스를 통하여 빠지도록 한다.

⑤ 시료 대기 채취구

시료 대기 채취구는 시료 대기 채취관을 접속하는 부분으로 내경 6~8□의 테프론제로서 새지 않는 것이어야 한다.

⑥ 교정용 가스 도입구

교정용 가스 도입구는 교정용 가스 도입관을 접속한 부분으로 사불화 에틸렌수지 또는 금속관으로 접속하여 가스 압력 5□/□에서도 새지 않는 것이어야 한다.

⑦ 제로가스

원칙으로 제로가스는 산소 20.5~20.9%, 탄화수소 함유량이 0.1ppmC 이하의 고순도 공기를 사용한다.

⑧ 스팬가스

원칙으로 스팬가스는 메탄과 고순도 공기(제로가스와 동일성분)의 혼합가스로 측정눈금폭의 90% 부근의 농도를 사용한다.

⑶ 총탄화수소 분석부

총탄화수소 분석부는 시료 대기 유량제어부, 연료가스 유량제어부, 조연가스, 유량제어부, 검축기, 소염검지기, 증폭기 등으로 구성되어 진다.

① 시료 대기 조연 가스 및 연료가스 유량 제어부

시료 대기 조연가스 및 연료가스 유량제어부는 원칙으로 소정유량제어를 위한 저항관, 압력조정기, 니들밸브 및 유량의 감시를 위한 부자형 순간 유량계 또는 압력계 등으로 구성된다.

② 검출기

검출기는 수소염이온화 검출 방식에 의한다.

③ 연료가스 차단기

연료가스 차단기는 소염검지기의 신호에 의해 연소가스 도입경로를 차단하는 것으로 원칙으로 전자밸브를 사용한다. 또한 수소발생장치를 사용할 시는 전자밸브 대신에 전원을 차단해도 좋다.

④ 연료가스 도입구

연료가스 도입구는 외경 3~6□의 금속관으로 연결하고 가스 압력 10□/□에서 새지 않아야 한다.

⑤ 배출가스구

배출가스구는 내경 9~15□의 염화 비닐관 등으로 연결할 수 있는 것이라야 한다.

⑥ 연료가스

연료가스는 고순도 수소 또는 수소와 불활성가스와의 혼합가스로 탄화수소 함유량이 1ppmC 이하인 것을 사용한다.

⑷ 지시기록계

지시기록계는 시료중의 총탄화수소 농도를 지시 기록한다.

⑸ 부속장치

① 평균치 연산기

제2항 5.1.3⑹②에 따른다.

② 수소 발생장치

수소 발생장치는 물의 전기분해법에 따라 수소가스를 발생시키는 장치로 연료가스원으로 사용된다.

③ 제로가스 정제장치

제로가스 정제 장치는 대기중의 탄화수소를 연소법 등에 따라 제거해서 제로가스를 얻기 위하여 사용된다.

5.1.4 조작방법

⑴ 설  치

제2항 5.1.4⑴에 따른다.

⑵ 측정준비

측정준비는 다음에 의한다.

① 측정기의 각부를 점검하고 특히 가스가 새는 곳이 없는 가를 확인하고 소정의 순서로 전원을 넣는다.

② 연료가스, 조연가스, 운반가스, 시료가스 등을 소정의 유량 또는 압력이 소정의 값을 표시하고 있는 가를 확인한다.

③ 연료가스, 조연가스, 운반가스, 시료가스 등의 유량 또는 압력이 소정의 값을 표시하고 있는 가를 확인한다.

⑶ 교  정

① 제로가스를 설정 유량 또는 압력으로 도입해서 지시 안정 후 제로 조정을 한다.

② 스팬가스를 설정 유량 또는 압력으로 도입해서 지시 안정 후 스팬 조정을 한다.

③ 필요에 따라 ① 및 ②의 조정을 반복하여 제로 및 스팬의 값을 맞춘다.

④ 교정회수는 1일 1회를 원칙으로 한다.

비고 : 비메탄 탄화수소 측정방식에 있어서 ① 및 ②를 생략한다.

5.1.5 측  정

교정용 가스의 도입을 중지하고 시료 대기를 채취 도입하여 연속측정을 한다.

5.1.6 보수점검

필요에 따라 다음 각항의 보수 점검을 한다.

⑴ 여과지의 교환

⑵ 시료대기 유량 또는 압력의 설정

⑶ 조연가스 교정용가스 및 운반용가스 등의 고압용기 잔압의 점검

⑷ 연료가스의 잔압 및 배관에서 새는지 여부의 점검(1일1회)

⑸ 기록지 교환

⑹ 기록잉크의 보급

⑺ 비메탄 탄화수소 측정방식의 경우 적당한 크로마토그램을 취하고 게이트 설정시간의 적합 및 메탄과 그것에 인접한 피이크와의 분리를 확인한다.

⑻ 활성탄화수소 측정방식인 경우 세정기 및 보상관의 교환

5.1.7 검량선의 작성방법

제2항 5.1.7에 따른다.

5.1.8 표  시

제2항 5.1.8에 따른다.

5.2 비메탄 탄화수소 측정법

5.2.1 측정원리

이 방법은 환경대기를 수소염이온화 검출기가 부착된 가스크로마토 그래프에 도입하여 분리관에 의해 메탄과 메탄을 제외한 비메탄 탄화수소가 분리되어 수소염중에 연소될 때 발생하는 이온에 의한 미소전류를 측정해서 대기중의 메탄과 메탄이외의 탄화수소(비메탄 탄화수소) 농도를 연속덕으로 측정하는 방법이다.

5.2.2 성  능

측정기는 다음 성능을 만족하지 않으면 안된다.

⑴ 측정범위

측정범위는 0%로부터 50ppm 범위내에서 임의로 설정할 수 있어야 한다.

⑵ 재현성

동일조건에서 스팬 가스를 3회 연속 측정해서 측정치의 평균치로 부터의 편차는 최대 눈금치의 ±1%의 범위 이내어야 한다.

⑶ 제로 드리프트(Zero Drift)

동일조건에서 제로가스를 연속해서 흘려보냈을 경우 지시변동은 24시간에 대하여 최대 눈금치의 ±1%의 범위내에 있어야 한다.

⑷ 스팬 드리프트(Span Drift)

5.1.2⑸의 규정에 따른다.

⑸ 측정주기

측정주기는 한시간에 4회이상의 측정을 할 수 있어야 한다.

⑹ 지시오차

5.1.2⑺의 규정에 따른다.

⑺ 예열시간

5.1.2⑻의 규정에 따른다.

⑻ 주위온도변화에 대한 안정성

5.1.2 ⑼의 규정에 따른다.

⑼ 전원 전압변동에 대한 안정성

5.1.2 ⑾의 규정에 따른다.

⑽ 내전압

5.1.2 ⑿의 규정에 따른다.

⑾ 절연저항

5.1.2 ⒀의 규정에 따른다.

⑿ 전송출력

5.1.2 ⒁의 규정에 따른다.

5.2.3 장치구성

⑴ 구성일반

측정기는 시료 채취부, 분석부 및 지시기록계로 구성된다.

⑵ 시료 채취부

5.1.3 ⑵의 규정에 따른다.

① 여과지

5.1.3 ⑵ 1의 규정에 따른다.

② 펌프

5.1.3 ⑵ 2의 규정에 따른다.

③ 유량계

5.1.3 ⑵ 3의 규정에 따른다.

④ 변환밸브

5.1.3 ⑵ 4의 규정에 따른다.

⑤ 시료 대기 채취구

5.1.3 ⑵ 5의 규정에 따른다.

⑥ 교정용 가스 도입구

5.1.3 ⑵ 6의 규정에 따른다.

⑦ 제로가스

5.1.3 ⑵ 7의 규정에 따른다.

⑧ 스팬가스

5.1.3 ⑵ 8의 규정에 따른다.

⑶ 분석부

분석부는 시료 대기중의 탄화수소를 분리 검출해서 그 전기 출력을 지시기록계에 보내는 것으로 가스 유량제어부, 분리부, 검축기, 프로그램을 포함하는 제어부 등으로 구성된다.

비메탄 탄화수소를 측정하는 방식으로는 총탄화수소, 메탄 측정방식과 메탄 비메탄 탄화수소 측정방식의 두 종류가 있다.

① 총탄화수소, 메탄 측정방식

총탄화수소는 시료 대기를 직접 수소염이욘화 검출기에 도입해서 농도측정을 하고, 메탄은 분라관에서 분리 후 수소염이온화 검출기에 도입해서 각각의 농도를 측정한다. 비메탄 탄화수소는 두 측정치의 차로서 구한다.

② 메탄, 비메탄 탄화수소 측정방식

메탄을 분리관에서 분리한 후 수소염이온화 검출기에 도입해서 메탄 농도를 측정하고, 비메탄 탄화수소는 메탄을 용출한 후 분리관에서 분리한 비메탄 탄화수소를 수소염이온화 검출기에 도입해서 각각의 농도를 측정한다.

총탄화수소는 양자의 합으로 구할 수 있다.

5.2.4 조작방법

5.1.4의 규정에 의한다.

5.2.5 측  정

5.1.5의 규정에 의한다.

5.2.6 보수점검

5.1.6의 규정에 의한다.

5.2.7 검량선의 작성방법

5.1.7의 규정에 의한다.

5.2.8 표  시

5.1.8의 규정에 의한다.

5.3 활성탄화수소 측정법

5.3.1 측정원리

이 방법은 황경대기를 수소염이온화 검출기가 부착된 가스크로마토 그래프에 도입하기 직전에 세정기를 사용하여 활성탄화수소를 제거한 황경대기를 수소염이온화 검출기에 도입해서 얻어진 탄화수소 농도와 세정기를 거치지 않은 환경대기를 수소염 이온화 검출기에 도입해서 얻어진 총탄화수소 농도의 차로부터 활성탄화수소 농도를 구하는 방법이다.

5.3.2 성  능

측정기는 다음의 성능을 만족해야 한다.

⑴ 측정범위

5.1.2 ⑴의 규정에 의한다.

⑵ 재현성

5.1.2 ⑵의 규정에 의한다.

⑶ 지시의 변동범위

5.1.2 ⑶의 규정에 의한다.

⑷ 제로 드리프트

5.1.2 ⑷의 규정에 의한다.

⑸ 스팬 드리프트

5.1.2 ⑸의 규정에 의한다.

⑹ 응답시간

5.1.2 ⑹의 규정에 의한다.

⑺ 지시오차

5.1.2 ⑺의 규정에 의한다.

⑻ 세정기에 의한 활성탄화수소 제거성능

에틸렌 4ppm(부피비) 및 톨루엔 1ppm(부피비)을 포함하는 정제공기 혼합가스를 측정기에 통과시켰을 경우 제거율은 95%이상 이어야 한다.

⑼ 예열시간

5.1.2 ⑻의 규정에 의한다.

⑽ 주위온도 변화에 대한 안정성

5.1.2 ⑼의 규정에 의한다.

⑾ 시료 대기의 유량변화에 대한 안정성

5.1.2 ⑽의 규정에 의한다.

⑿ 전원 접압변동에 대한 안정성

5.1.2 ⑾의 규정에 의한다.

⒀ 내전압

5.1.2 ⑿의 규정에 의한다.

⒁ 절연저항

5.1.2 ⒀의 규정에 의한다.

□ 전송출력

5.1.2 ⒁의 규정에 의한다.

5.3.3 장치구성

⑴ 구성일반

측정기는 시료 채취부, 활성탄화수소 분석부, 지시기록계 및 부속장치로 구성된다.

⑵ 시료 채취부

5.1.3 ⑵ 2의 규정에 의한다.

① 여과지

5.1.3 ⑵ 1의 규정에 의한다.

② 펌프

5.1.3 ⑵ 2의 규정에 의한다.

③ 유량계

5.1.3 ⑵ 3의 규정에 의한다.

④ 변환밸브

5.1.3 ⑵ 4의 규정에 의한다.

⑤ 시료 대기 채취구

5.1.3 ⑵ 5의 규정에 의한다.

⑥ 교정용 가스 도입구

5.1.3 ⑵ 6의 규정에 의한다.

⑦ 제로가스

5.1.3 ⑵ 7의 규정에 의한다.

⑧ 스팬가스

5.1.3 ⑵ 8의 규정에 의한다.

⑶ 활성탄화수소 측정부

활성탄화수소 측정부는 두 개의 총탄화수소 분석계로 되어 있으며 시료 도입부의 한쪽은 보상관으로 다른 한쪽은 세정기에 연결되어 있으며 각각 독립되어 측정하게 되어 있다.

활성탄화수소의 농도는 양자의 차에 의해서 구해진다.

① 시료대기 유량, 조연가스 유량 및 연료가스 유량제어부

5.1.3 ⑶ 1의 규정에 의한다.

② 세정기

세정기는 시료 대기중의 활성탄화수소의 제거제를 충전해서 시료 대기중의 활성탄화수소를 흡착 제가하는 장치이다.

세정기의 충전제로는 과염소산 수은을 입자상 규조토에 함침시칸 것이 사용된다.

③ 보상관

보상관은 세정기가 달린 총탄화수소 □석계의 응답시간과 보상관에 연결된 총탄화수소 분석계의 응답시간과 일치시키기 위하여 사용된다.

④ 검출기

5.1.3 ⑶ 2의 규정에 의한다.

⑤ 연료가스 차단기

5.1.3 ⑶ 3의 규정에 의한다.

⑥ 연료가스 도입구

5.1.3 ⑶ 4의 규정에 의한다.

⑦ 배추가스구

5.1.3 ⑶ 5의 규정에 의한다.

⑷ 지시기록계

지시기록계는 탄화수소농도를 지시기록한다.

⑸ 부속장치

① 활성탄화수소 연산기

활성탄화수소 연산기는 보상관이 달린 총탄화수소 분석계의 전기신호로부터 세정기에 달린 총탄화수소 분석계의 전기신호를 감상하여 활성탄화수소량에 상당하는 전기신호를 얻기 위하여 사용된다.

② 평균치 연산기

5.1.3 ⑸ 1의 규정에 의함.

③ 수소 발생장치

5.1.3 ⑸ 2의 규정에 의함.

④ 제로가스 정제장치

5.1.3 ⑸ 3의 규정에 의함.

5.3.4 조작방법

5.1.4의 규정에 의한다.

5.3.5 측  정

5.1.5의 규정에 의한다.

5.3.6 보수점검

5.1.6의 규정에 의한다.

5.3.7 검량선의 작성

5.1.7의 규정에 의한다.

5.3.8 표  시

5.1.8의 규정에 의한다.

제 7 항  환경대기중의 납(Pb) 시험법

1. 적용범위

이 시험방법은 환경대기중의 납(Pb) 및 납화합물 분석방법에 대하여 규정한다.

원자흡광도법은 주시험방법으로 한다.

2. 시료채취

2.1 시료채취 위치선정

제4장 제1절 (시료채취방법) 2.2의 규정에 따른다.

2.2 시료채취 장치 및 기구

시료채취는 하이볼륨에어샘플러 또는 로우볼륨에어샘플러를 사용하여 유리섬유제, 석영섬유제 여과지에 일정량의 공기를 포집한다.

하이볼륨에어샘플러는 제4장 제1절 4.1.2에 규정한 것을 사용한다.

로우볼륨에어샘플러는 제4장 제1절 4.2.2에 규정한 것을 사용한다.

2.3 시료채취 기간

하이볼륨에어샘플러를 사용할 경우의 시료채취 시간은 24시간을 원칙으로 하며 로우볼륨에어샘플러를 사용할 경우에는 3일~7일간 연속 포집하는 것을 원칙으로 한다. 단, 대기중의 납농도와 측정당시의 기상조건을 고려하여 채취가간을 결정할 수도 있다.

3. 분석방법의 종류

3.1 원자흡광도법

납을 원자흡광도법에 따라서 정하는 방법이다. 측정파장은 217nm 또는 283.3nm를 쓴다. 정량범위는 Pb 0.225ppm으로 반복포준편차는 2~10%이다. 본법의 일반적인 주의, 분석방법, 검량선의 작성과 정량법 등에 관하여는 원자흡광도법에 따른다.

3.2 흡광광도법

납이온을 시안화 칼륨용액중에서 디티존에 작용시켜서 생성되는 납 디티존착염을 클로로포름으로 추출하고 과잉량의 디티존을 시안화칼륨용액으로 씻고 납착염의 흡광도를 측정하여 정량하는 방법이다. 정량범위는 Pb 0.001~0.04□이고 반복 표준편차는 3~10%이다.

4. 분석용 시험용액의 조제

채취한 시료는 다음의 방법에 의해 처리하고 분석용 시험용액을 조제한다.

4.1 질산·염산혼합액에 의한 초음파 추출법

4.1.1 시  약

⑴ 1.03 M 질산(60%질산인 경우)⑵

60%질산 78.38□에 증류수를 채워 1□로 한다.

⑵ 2.23 M 질산(35%염산인 경우)

35%염산 196.87□에 증류수를 채워 1□로 한다.

4.1.2 기구 및 장치

⑴ 비이커 : 100□

⑵ 메스플라스크 : 200□

⑶ 여과지 : 5A(□ 11□)

⑷ 깔대기 : □ 11□

⑸ Sealing Film

⑹ 초음파 추출기

4.1.3 시험방법

⑴ 시료를 포집한 여과지를 적당한 크기로 잘라서 100□ 비이커에 넣고 1.03M질산과 2.23M 염산의 혼합액(1:1)을 30□ 가한 다음 Sealing Film으로 비이커 뚜껑을 덮는다.

⑵ 초음파 추출기에 100℃ 물을 ⑴의 비이커의 시료액 높이만큼 채운 다음 초음파 추출기의 출력 28□로 2시간동안 추출한다.

⑶ 초음파 처리가 끝나면 비이커를 꺼내어 식힌 다음 여과지(5A)를 올려 놓은 깔대기를 이용하여 비이커 속의 시료용액을 여과한다.

⑷ 증류수로 최종액량이 100□가 되도록 여과지를 헹구어 주어 최종액량은 100□ 메스플라스크에 옮긴다. 이때 최종액의 질산-염산농도는 질산 0.31M+염산 0.67M(1:1)로 된다.

⑸ 별도로 공 여과지에 대하여 ⑴~⑷와 같은 조작을 하여 비탕시험 용액으로 한다.

⑹ 검량선 작성용 납 표준액을 조제할 때에도 0.31M 질산+ 0.67M 염산(1:1)의혼액으로 조제한다.

4.2 저온회화법

4.2.1 시  약

⑴ 염산(1+1)

⑵ 염산(2+98)

⑶ 과산화수소(30%)

4.2.2 기구 및 장치

⑴ 코니칼 비이커 : 250□

⑵ 메스플라스크 : 250□

⑶ 저온회화장치 : 그림 3에 보기를 나타낸다.

그림 3  저온 화화장치

4.2.3 시험방법

시료를 포집한 여과지를 회화실에 넣고 약200℃ 이하에서 회화한다. 샐룰로스섬유제 여과지를 사용했을 때에는 그대로, 유리섬유제 또는 석영섬유제 여과지를 사용했을 때에는 적당한 크기로 자르고 250□ 코니칼비이커에 넣은 다음 염산(1+1) 70□ 및 과산화수소(30%) 5□를 가한다. 이것ㅇ,ㄹ 물중탕 중에서 약 30분간 가열하여 녹인다. 이하 4.1.3의 여과조작에 준하여 ㅗ작을 한다. 이때 질산(2+98) 대신에 염산(2+98)을 쓴다. 검량선작성용 표준액을 조제할 때에는 증류수로 조제한다.

4.3 질산 과산화수소법

4.3.1 시  약

⑴ 질산(1+1)

⑵ 질산(1+4)

⑶ 질산(2+98)

⑷ 과산화수소(30%)

4.3.2 기  구

⑴ 밑이 둥근 플라스크 : 250□, 갈아맞춤

⑵ 메스플라스크 : 250□

⑶ 볼 콘덴서 : 330□, 갈아맞춤

4.3.3 시험방법

시료를 포집한 여과지를 적당한 크기로 잘라서 250□ 밑이 둥근 플라스크에 넣고 질산(1+1) 60□와 과산화수소(30%) 10□를 가한 다음 볼 콘덴서를 연결하고, 물증탕에서 1~2시간 환류 가열한다. 가열도중에 과산화수소(30%) 10□씩을 2회에 걸쳐 기한다. 냉각 후 볼 콘덴서를 물로 씻고 상등액을 가만히 따라 여과지 5A를 써서 거른다. 뜨거운 물 30□를 플라스크에 가하고 물증탕중에서 5~10분간 가열하고 이것을 먼저의 여과지를 써서 거른다.

이 조작을 반복하고 다시 따뜻한 질산(2+98)으로 여과지를 씻는다. 여과액과 씻은 액을 물증탕에서 가열 증발시켜 건고되지 않을 정도로 농축한다. 여기에 질산(1+4) 10□를 가하고 물증탕중에서 가열하여 녹이고 식힌 후 250□ 메스플라스크에 옮기고 질산(2+98)으로 표선까지 채운다.

별도로 여과지에 대하여 같은 조작을 하여 바탕시험 용액으로 한다.

※ 분석조작상 산의 농도에 의한 영향이 무시되는 경우에는 증발농축을 생략하고 식힌 후 물로서 250□로 한다.

검량선 작성용 표준용액을 조제할 때에는 증류수로 조제한다.

5. 분석방법

5.1 원자흡광도법

5.1.1 시  약

⑴ 납 표준용액 : 원자흡광분석용 납 표준액 1.0□Pb/□을 사용한다.

⑵ 납 표준액(0.1□Pb/□) : ⑴의 납 표준원액(0.1□Pb/□)을 증류수로 10배 희석한다.

5.1.2 사용가스

⑴ 가연성 가스 : 아세틸렌 또는 수소

⑵ 조연성 가스 : 공기

5.1.3 장  치

⑴ 원자흡광분석장치

⑵ 납의 중공음극램프

5.1.4 시험방법

납의 중공음극램프를 점등하여 안정하게 한 다음 217.0nm의 파장으로 원자흡광분석법 통칙에 따라 조작을 하여 4에서 조제한 시험용액을 사서 흡광도 또는 흡수백분율을 측정하고 검량선에서 납농도를 구한다.

별도로 바탕시험용액에도 같은 조작을 하여 결과를 같게 한다.

5.2 흡광광도법

5.2.1 시  약

⑴ 암모니아수(1+1)

⑵ 정제 클로로포름 : 클로로포름을 증류하여 81.2℃의 유분을 찬곳에 보관한다.

⑶ 디티존 클로로포름원액(0.01W/V%) : 새로 정제한 디티존(디페닐 티오카바존) 0.61g을정체 클로포름 200□에 잘 저어서 녹이고 여과지로 거른다. 이 용액을 분액 깔대기에 옮겨 놓고 암모니아수(1+100) 400□를 가한 다음 흔들어 디티존을 물층에 옮기고 정치하여 클로로포름층을 분리한다.

물층에 정제 클로로포름 50□를 가하고 흔들어 씻는다.

정치후 클로로포름층을 분리하고 이 조작을 클로로포름 500□와 염산(1+10) 50□를 기하고 잘 흔들어 섞고 디티존을 클로로포름에 옮긴다.

남은 디티존을 재차 정제 클로로포름을 가하여 1,000□로 하여 착색병에 넣고 포화아황산 수용액 100□를 가한 다음 뚜껑을 하고 10℃ 이하에서 보관한다.

⑷ 디티존 클로로포름원액(0.005W/V%) : ⑵의 디티존 클로로포름원액(0.01W/V %)을 ⑴의 정제 클로로포름으로 2배로 묶게하고 (①) 또는 (②)에 따라 조제한다.

(①)A법 : ⑵의 디티존 클로로포름원액을 정제 클로로포름으로 20배 묽게한 용액을 10□의 셀에 넣고 □제 클로로포름을 owhdor으로 하여 광전 분광광도계로 605nm에서 흡광도를 측정하여 A로한다.

이 때 디티□ 클로로포름원액 1□는 124×A□의 디티존을 함유하게 된다. 디티존 클로로포름원액 50,000/124×A□를 취하고 정제 클로로포름을 정확하게 가하여 1□로 한다.

(②)B법 : 분액깔대기에 아연표준액(0.001M)5□를 정확하게 취하고 여기에 초산 암모늄용액 (25W/V%) (초산과 암모니아수로서 pH5.5로 하고 ⑵의 디티존 클로로포름원액 및 클로로포름원액으로 씻는다) 2□ 및 50~60□를 가한다. 여기에 디티존 클로로포름원액 20□를 정확하게 가하고 3분간 심하ㅔ 흔들어 섞는다. 정치한 다음 클로로포름층을 버린다. 물층에 정제 클로로포름 10□를 가하여 1분간 심하게 흔들어 섞고 정치한 다음 클로로포름층을 버린다. 물층에 지시약으로 크실레놀오렌지용액(0.1W/V%) 몇 방울을 가하고 M/1,000 EDTA용액으로 액의 색이 핑크색에서 노란색으로 변할 때까지 적정하고 다음식에 따라서 디티존 클로로포름원액의 농도 G(W/V%)를 게산한다.

[eqn: G = Z-T×F over S × 784]

여기에서 G : 디티존 클로로포름원액의 농도(W/V%)

Z : 아연(g)

T : 적정에 소요된 M/1,000 EDTA 용액(□)

F : M/1000 EDTA 용액 1□에 상당하는 아연(g)

S : 검사하려고 하는 디티존 클로로포름원액(□)

이 원액을 써서 디티존 클로로름(0.005W/V%)액을 조제한다.

⑸ 구연산 암모늄용액 : 구연산 이 암모늄(Ammonium Citrate Dibasic) 10g을 물약 80□에 녹인다. 암모니아수(1+1)를 떨어뜨려서 pH를 약 9로 조절한 다음 물을 가하여 100□로 한다. 이것을 분액깔대기에 옮겨 넣고 디티존 클로로포름용액을 가하여 100□로 한다. 이것을 분액깔대기에 옮겨 넣고 디티존 클로로포름용액(0.005W/V%) 소량을 가한 다음 잘 흔들어 섞고 정치하여 클로로포름층을 분획한다. 이러한 조작을 클로로포름층이 녹색을 계속 유지할 때까지 반복한다. 다음에 정제 클로로포름 5~10□를 가하고 잘 흔들어 섞은 다음 정치하여 클로로포름층을 분리한다. 물층을 마른 여과지로 여과해서 클로로포름의 작은 입자를 제거한다.

⑹ 염산히드록실아민용액(W/V%) : 염산히드록실아민(Hydroxl Amine Hydrochloride) 10g을 물에 녹여서 100□로 한다.

⑺ 시안화칼륨용액(5W/V%) : 시안화칼륨 50g을 물에 녹여서 1□로 한다. 이 용액을 강산성 양이온교환수지를 써서 납을 제거한다.

⑻ 시안화칼륨용액(0.5W/V%) : ⑺의 시안화칼륨용액(5W/V%)을 물로 10배로 묽게 한다.

⑼ 납 표준액 (0.01□/□) : 5.1.1⑵와 같다.

5.2.2 기구 및 장치

⑴ 분액깔대기 100~150□

⑵ 광도계 : 광전광도계 및 광전분광광도계

5.2.3 시험방법

4에서 조제한 분석용 시험용액의 저강량 (Pb로서 0.04□ 이히를 함유함)을 분액 깔대기에 취하고 구연산암모늄용액 10□ 및 염산히드록싱아민용액(10W/V%) 2□를 가한 다음 흔들어 섞고 잠시 방치한다. 다음에 암모니아수(1+1)를 가하여 약 알칼리성(pH dir 8.5~10)으로 한다. 다음에 시안화 칼륨용액(5W/V%) 5□를 가하고, 다시 디티존 클로로포름용액⑴(0.005W/V%) 5□를 가하여 1분간 흔들어 섞은 다음 정치하고, 클로로포름층은 뚜껑을 갈아 맞춘 시험관에 옮겨 넣는다.⑵

물층에는 소량의 디티존 클로로포름용액(0.05W/V%)를 가하고 흔들어 섞어서, 클로로포름층이 무색이 될 때까지 추출을 반복한다.

클로로포름층은 먼저의 뚜껑을 갈아맞춘 시험관에 합치고, 여기에 시안화칼륨용액(0.5W/V%) 5□를 가한 다음 1분간 흔들어 섞고 정치하여 물층은 피펫 또는 스포이드 등으로 제거한다. 이 세척조작을 물층이 무색이 될 때까지 반복하고⑶ 최후에 물 5□를 가하고 흔들어 섞어서 세척한 다음 정치하여 물을 분리하고 완전히 제거한다.

이것을 25□ 메스플라스크에 옮겨놓고 정제 클로로포름을 대조액으로 하여, 파장 520nm부근에서 흡광도를 측정하고 미리 작성한 검량선에서 납의 양을 구한다. 별도로 바탕 시험 용액을 써서 같은 조작을 하여 결과를 보정한다.

검량선의 작성 : 납 표준액(0.01□ Pb/□) 0~4□를 단계적으로 취하고 위의 조작을 하고 납의 양과 흡광도와의 관계선을 작성한다.

주⑴ 디티존 클로로포름용액(0.005W/V%) 대신에 디티존 사염화탄소용액(0.05W/V%) 또는 디티존 벤젠용액(0.005W/V%)을 써고 좋다. 디티존 벤젠용액(0.005W/V%)을 쓰는 경우 시료용액의 적량은 Pb로서 0.01□이하를 함유하고 추출조작은 디티존 벤젠용액 (0.005W/V%) 10□ 1회로 족하며, 또 흡광도측정은 시안화칼륨용액(0.5W/V%)으로 세척한 다음 그대로 행한다.

⑵ 클로로포름층은 퇴색하기 쉬우므로 이것을 막기 위하여 20℃ 이하의 암상자속에 보존하는 것이 좋다.

⑶ 시안화 칼륨용액에 의한 세척을 수회 반복하여도 무색이 되지 않을 때는 비교적 다량의 비스무드가 함유되어 있는 때문이며 다음의 분별추출을 하여 밥을 분리한 다음 정량한다.

추출한 비스무드, 납의 디티존 착염의 클로로포름용액에 프탈산 수소칼륨-염산완충용액(M/5 프탈산 수소칼륨용액 250□와 M/5 염산 49.75□를 혼합하고 물을 넣어 1□로 한다. 이 용액의 pH는 3.4이다) 20□ 가하고 1분간 심하게 흔들어 섞어 납을 완충액속으로 옮긴다. 클로로포름층을 분리하고 재차 프탈산 수소칼륨-염산 완충용액 20□를 가하고 흔들어서 납을 전부 완충용액으로 옮긴다.

납을 함유한 완충용액을 합치고 암모니아수(1+1)로 약 알칼리성으로 한 다음 본문과 같은 조작을 하여 납을 정량한다.

제8항 환경대기중의 석면 시험방법

1. 원리 및 적용범위

이 시험방법은 환경대기중의 석면농도를 측정하기 위한 방법이다. 멤브레인필터에 포집한 대기부유먼지중의 석면섬유를 위상차현미경을 사용하여 계수하는 방법으로 석면먼지의 농도표시는 표준상태(0℃, 760□Hg)의 기체 1□중에 함유된 석면개수의 개수(개/□)로 표시한다.

2. 개  요

멤브레인 필터는 셀룰로오스 에스테르를 원료로 한 얇은 다공성의 막으로, 구멍의 지름은 편균 0.01~10□의 것이 있다. 이 멤브레인 필터의 특징은 입자상 물질의 포집율이 매우높고, 또 필터의 특히 표면에서 먼지의 포집이 이루어지기 때문에, 포집한 입자를 광학현미경으로 계수하기에 편리하다.

필터의 광굴절율은 약 1.5이다. 그러므로 필터를 광굴절율 1.5 전후의 불휘발성 용액에 담그면, 투명해지며 입자를 계수하기 쉽다. 그러나, 석면섬유의 광굴절율 또한 거의 1.5이므로, 보통의 현미경으로는 식별하기 힘들거나 분명히 볼 수 없게 된다.

위상차 현미경이란, 굴절율 또는 두께가 부□적으로 다른 무색 투명한 물체의 각 부분의 투과광 사이에 생기는 위상차를 화상면에서 명암의 차로 바꾸어, 구조를 보기 쉽도록 한 현미경이다. 따라서 위상차현미경을 사용하여 섬유상으로 보이는 입자를 계수하고 같은 입자를 보통의 생물현미경으로 바꾸어 계수하여, 그 계수치들의 차를 구하면 굴절율이 거의 1.5인 섬유상의 입자 즉 석면이라고 추정할 수 있는 입자를 계수할 수가 있게 된다.

3. 시료채취

3.1 시료채취 장치 및 기구

⑴ 메브레인 필터 : 셀루로즈에스테르제(또는 셀루로즈나이트레이트제)pore size 0.8~1.2□, □25□ 또는 □47□

⑵ Open face형 필터홀더 : 원형의 멤브레인 필터를 지지하여 주는 장치로서 아래 그림과 같이 40□의 집풍기를 홀더에 정착된 것

⑶ 흡인 펌프 : 1□/min~ 20□/min로 공기를 흡인할 수 있는 로타리 펌프 또는 다이아프람 펌프

open face 형 필터홀더(직경 25□ 멤브레인 필터의 경우)

3.2 시료채취 위치 및 시간

원칙적으로 채취지점의 지상 1.5m되는 위치에서 10□/min의 흡인유량으로 4시간 이상 채취한다.

3.3 시료채취 조작

⑴ 샘플러가 정상덕으로 작동하는 가를 확인한다.

⑵ 밀폐용기속에 보존하였던 멤브레인 필터를 여과지 홀더에 공기가 새지 않도록 주의하면서 고정시킨다.

⑶ 시료포집면이 주풍향을 향하도록 설치한다.

⑷ 유량계의 부자를 10□/분 되게 조정한다.

⑸ 전원스위치를 넣고 포집시작 시각을 기록한다.

⑹ 흡인을 시작하고 부터 약 10분후에 진공계 또는 마노미터로 차압을 측정하여 흡인유량을 정확히 보□한다.

⑺ 포집종료 시각을 기록하고 흡인공기량을 구한다.

⑻ 여과지를 다시 밀폐용기속에 넣는다.

⑼ 시료채취가 끝나면 매 포집시료마다에 시료채취시의 기상과 시료채취의 제 조건 및 시료채취자의 성명 등에 관하여 기록한다.

⑽ 유량의 보정 및 주의사항에 관하여는 대기오염공정시험방법 제4장 제1절 4, 2, 5 및 4, 2, 6에 따른다.

4. 현미경 표본의 제작

4.1 아세톤- 트리아세틴법

4.1.1 시  약

표본제작을 위한 시약의 조제는 미리 할 필요가 없고, 표본제작시에 아세톤을 증발시키는 장치가 필요하게 된다.

⑴ 아세톤

⑵ 트리아세틴(글리세롤 트리아세테이트)

⑶ 락카(Lacquer) 또는 바니쉬(Nail polish)

4.1.2 기구 및 장치

⑴ 아세톤 증기발생장치

아세톤 증기를 빨리 발생하도록 만들어진 판매품(그림1)도 있으나, 그림 2와 같은 장치를 실험실에서 제작하여 사용할 수도 있다.

① 250~500□용 3구 볼 플라스크

② 수평으로부터 20~30도 각도로 목이 구부러진 콕크가 달린 유리관(내경 8□, 길이 16~22□)

③ 아린씨 낸각기

④ 맨틀 히터

⑤ 온도계

⑥ 코르크 마개

⑦ 비이커

⑵ 슬라이드 글라스

중성세제의 용액에 담구어 표면에 묻은 오물을 충분히 제거한 후 물로 잘 씻고, 정제수로 추운히 헹구어 알콜에 담근 다음에 깨끗한 가아제로 닦아서 슬라이드 글라스의 격납상자에 넣어둔다.

슬라이드글사스나 커버 글라스를 닦는 가아제는 중성세제의 용액으로 끓인 후, 물로 잘 씻고 오물이 묻지 않도록 하여 건조시킨 것을 사용한다.

또는 에틸에테르와 에틸알콜을 동량으로 혼합한 에테르알콜을 렌즈 페이퍼에 소량 묻혀서 사용하여도 된다. 슬라이드 글라스의 가장자리에 측정조건 등을 기입하는 레벨을 붙여두면 좋다.

⑶ 커버글라스

코롬황산에 하루 이상 담가 두었다가 정제수로 잘 씻어서 알코올에 담근다음 깨끗한 가아제로 닦고, 적당한 크기의 샤알렛에 넣어 둔다.

⑷ 용량 5□의 마이크로 피펫

⑸ 칼 또는 가위

⑹ 핀셋

⑺ 표본보관용 케이스(맵)

4.1.3 장치조작 및 표본제작방법

아세톤은 가연성 액체이므로 인화되지 않도록 주의하여야 하고, 아세톤 증기는 인체에 유해하므로, 아세톤의 가열은 반드시 발화 등의 염려가 없도록 설계된 후드를 설치한 통풍실에서 하여야만 하고, 드라프트 챔버내에서 실시하는 것이 바람직하다.

⑴ 깨끗한 슬라이드 글라스나 커버글라스를 준비한다.

⑵ 아세톤 증기발생장치의 플라스크에 40~60□의 아세톤을 넣는다.

⑶ 아린씨 냉각기에 냉각수를 흘린다.

⑷ 맨틀 히터에 전원을 넣고, 아세톤의 비등점 (56.5℃)까지 서서히 가열시킨다.

⑸ 시료채취한 필터를 2등분하고, 포집한 면을 위로 하여 슬라이드 글라스의 위에 얹는다.

① 위상차현미경에서는 표본의 일부분을 계측하게 되므로, 필터의 크기에 따라 4등분하여도 상관이 없으며, 정확하게 2등분이나 4등분이 되어 있지 않아도 계수치에는 영향을 미치치 않는다.

② 필터를 절단할 때, 찟어지거나 정전기가 발생하여 포집한 석면섬유중의 일부가 유실될 가능성이 있으므로 총분한 주의가 필요하다.

⑹ 아세톤 증기가 충분히 발생하고 있는 것을 확인항 후, 증기배출수의 콕크를 열어서 5~6초간 방치한다.

⑺ 아세톤의 증기 배출구로 부터 15~25□ 떨어진 위치에서 필터를 얹은 슬라이드 글라스를 아세톤 증기속으로 서서히 이동시켜 필터면에 아세톤 증기가 rbadlf하게 접촉하도록 하면, 필터는 2~5초 사이에 투명하게 된다.

액체상의 아세톤이 필터면에 떵어지지 않도록 하기 위하여 주기적으로 기아제 등을 사용하여 배출구를 닦아야 한다.

⑻ 가능한 빨리 마이크로 피펫을 사용하여 트리아세틴을 3~□(2~방울) 필터의 중심부에 적하하고, 그 위에 카바글라스를 덮는다.

① 카바 글라스를 덮을 때에는 가능한 한 기포가 발생하지 않도록 주의하면서 서서히 필터 위에 얹고, 핀셋으로 가볍게 누른다.

② 기포가 너무 많이 형성되거나 트리아세틴의 양이 부족하면 수분후에 카비 글라스가 떨어지게 된다.

③ 카바글라스와 접촉하는 필터의 가장자리 부분에 트리아세틴이 많이 남아 있으면, 가장자리에서 석면섬유의 이동이 일어난다.

⑼ 락카나 바니쉬등을 사용하여 카바글라스의 가장자리를 슬라이드 글라스와 접촉시킨다.

⑽ 투명화가 늦으면 슬라이드를 표면온도 50℃의 핫플레이트 위에서 투명화가 될 때까지 약 15분동안 가열한다.

⑾ 측정장소 및 측정조건 등을 레벨에 기입하여 슬라이드 글라스의 가장자리에 부착한다.

⑿ 만든 표본은 표본을 넣어두는 케이스(멥) 등에 보관한다.

4.2 디메틸프탈레이트-디에틸옥살레이트법

4.2.1 시  약

⑴ 디메틸프탈레이트와 디에틸옥살레이트 1:1로 혼합한 용액속에 새멤브레인 필터를 0.055g/□의 비율로 가하여 용해시키고, 25~50□정도의 뚜꺼이 있는 병에 보존한다.

⑵ 이 용액은 조제한 후 수개월 이상 지나면 투명도가 나빠지거나 또는 불순물이 보이게 되는 일이 있으므로 조제후 1개월 이상 지난 것은 사용하지 않는 것이 좋다.

⑶ 온도가 낮을 때에는 다소 투명도가 나빠지는 일도 있으나 약간 가온하면 된다.

4.2.2 기  구

⑴ 슬라이드

4.1.2 ⑵의 규정에 의한다.

⑵ 카비글라스

4.1.2 ⑶의 규정에 의한다.

⑶ 피펫

⑷ 칼 또는 가위

⑸ 핀셋

⑹ 표본보관용 케이스(멥)

4.2.3 표본제작방법

⑴ 표본을 오염시킬 염려가 없는 실내에서 먼지를 채취한 필터를 시료 보관용 용기에서 꺼내어 2등분한 다. 구체적인 내용은 4.1.3 5의 ①과 ②에 따른다.

⑵ 슬라이드 글라스의 중심부에 디메틸프탈레이트-디에틸옥살레이트 용액을 0.03~0.05□(1방울) 적하한다.

⑶ 그 위에 2등분한 필터를 포빕한 면을 위로하여 조용히 얹는다.

⑷ 필터가 약간 투명해진 다음에 카바글라스를 그 위에 얹고 핀셋으로 가볍게 누른다. 이 때 기포가 들어가지 않도록 주의한다.

⑸ 약 30분간 방치하면 용액에 접한 부분은 완전히 투명하게 된다.

⑹ 측정장소 및 측정조건 등을 라벨에 기입하여 슬라이드 글라스의 가장자리에 부착한다.

⑺ 만든 표본을 넣어두는 케이스(멥) 등을 보관한다.

5. 계  수

5.1 기구 및 장치

⑴ 현미경

배율 10배 대안렌즈 및 10배와 40배 이상의 대물렌즈를 가진 위상차 현미경 또는 간접위상차 현미경

⑵ 접안 그래티큘(Eyepiece graticule)

⑶ 대물측미계 또는 스테이지 마이크로메타 최저 10□까지 표시되어 있는 것이어야 한다.

5.2 계수대상물

5.2.1 정  의

포집한 먼지중 길이 5□이상이고, 길이와 폭의 비가 3:1 이상인 섬유를 석면섬유로서 계수한다.

5.2.2 식별방법

⑴ 단섬유인 경우(그림 3)

① 길이 5□이상닝 섬유는 1개로 판정한다.

② 구부러져 있는 섬유는 곡선에 따라 전체 길이를 재어서 판정한다.

③ 길이와 폭의 비가 3:1 이상인 섬유는 1개로 판정한다.

⑵ 가지가 벌어진 섬유의 경우 (그림 4)

1개의 섬유로 부터 벌어져 있는 경우에는 1개의 단섬유로 인정하고 ⑴의 규정에 따라 판정한다.

⑶ 헝킅어져 다발을 이루고 있는 경우(그림 5)

① 여러개의 섬유가 교차하고 있는 경우는 교차하고 있는 각각의 섬유를 단섬유로 인정하고, ⑴의 규정에 따라 판정한다.

② 섬유가 헝클어져 정확한 수를 헤아리기 힘들 때에는 0개로 판정한다.

⑷ 입자가 부착하고 있는 경우 (그림 6)

입자의 폭이 3□를 넘는 것은 0개로 판정한다.

⑸ 섬유가 그래티클 시야의 경계선에 물린 경우

① 그래티클 시야 안으로 완전히 5□ 이상 들어와 있는 섬유는 1개로 인정한다.

② 그래티클 시야 안으로 한쪽 끝만 들오ㅓ와 있는 섬유는 1/2개로 인정한다.

③ 그래티클 시야의 경계선에 한꺼번에 너무 많이 몰려 있는 경우에는 0개로 판정한다.

⑹ 상기에 열거한 방법들에 따라 판정하기가 힘든 경우에는 해당 시야에서의 판정을 포기하고, 다른 시야로 바꾸어서 다시 식별하도록 한다.

⑺ 다발을 이루고 있는 섬유가 그래티클 시야의 1/6 이상일 때는 해당 시야에서의 판정을 포기하고, 다른 시야로 바꾸어서 다시 식별하도록 한다.

5.3 계수방법

5.3.1 접안 그래티클의 보정

사용하는 현미경에 따라 접안 그래티클의 종류 및 크기는 그림 7 및 그림 8과 같이 다르다.

⑴ 접안렌즈에 사용할 접안 그래티클을 넣고, 그래티클의 선들이 깨끗하고 선명하게 보이도록 조정한다.

⑵ 대물랜즈의 배율을 40배로 한다.

⑶ 슬라이드 얹힘대 위에 스테이지 마이크로메타를 놓고, 초점을 맞추어 선들이 선명하게 보이도록 한다.

⑷ 그래티클을 보정한다.

현미경의 시야 중 일부분을 보면 그림 9와 같다. 세로선의 간격이 10□이므로, 이 같이 보이는 경우 그래티클에 있는 각 원형중에서 원형 9가 직경 20□, 원형 5가 직경 5□로 된다.

같은 방법으로 그래티클의 시야면적도 정확히 구한다.

5.3.2 계수조작

⑴ 접안 그래티클의 보정

5.3.1에 따른다.

⑵ 스테이지 마이크로메타를 얹힘대에서 떼내고, 제작한 표본을 얹힘대 위에 놓는다.

⑶ 저배율(50~100배)로 여과지에 포집된 먼지의 균일성을 확인하고 먼지가 불균일하게 포집되어 있는 표본은 버린다.

⑷ 400배 이상의 배율에서 접안 그래티클에 있는 척도를 사용하여 5.2.2에 따라 계수한다.

⑸ 계수는 그림 10과 같이 시야를 이동하면서, 임의적으로 시야를 선택하여 섬유수가 200개 이상이 될 때까지 하고, 1시야 중의 섬유수가 10개 정도 일 때는 시야 전체의 수를 세어서 약 50개에 이르기까지 계수한다.

⑹ 위상차 현미경에 따라 계수하고, 섬유가 계수된 동일 시야에 대하여 400배의 배율에서 생물현미경을 사용하여 다시 계수하여 그 결과를 표 1의 석면섬유수 측정표에 기록한다.

⑺ 계수한 표본에 대하여 다시 계수 하였을 때, 통계학적으로 평가하여 95% 이상의 재현성을 가져야 한다.

5.3.3 석면먼지농도와 계산

포집한 시료의 석면먼지농도는 다음의 식에 의하여 구한다.

섬유수, 개/□  [eqn: = A.(N1-N2) over a.V.n · 1 over 1,000]

A : 유효 포집면적[□]

N1: 위상차현미경으로 계측한 총 섬유수[개]

N2: 생물현미경으로 계측한 총 섬유수[개]

a. : 현미경으로 계측한 1시야의 면적[□]

V. : 표준상태로 환산한 채취 공기량[1]

n. : 계수한 시야의 총수[개]

그림 1  아세톤 증기발생장치의 시판품

그림 2  아세톤 증기 발생장치

그림 3 단섬유인 경우의 식별 결과

그림 4  가지가 벌어진 섬유인 경우의 식별 결과

그림 5  섬유가 헝클어져 다발로 되어 있는 경우의 식별결과

그림 6  섬유에 입자가 부착하고 있는 경우의 식별 결과

그림 7  접안그래티귤의 예

그림 8  접안그래티귤의 예

그림 9  현미경으로 본 접안그래티귤과 스테이지 마이크로메타

(세로선이 스테이지 마이트로메타의 눈금이고, 그 간격은 1□)

그림 10  표본의 시야 이동순서

제9항 환경대기중의 벤조(a)피렌 시헙방법

1. 적용범위

이 시헙방법은 지하공간 및 환경대기중의 벤조(a) 피렌농도를 측정하기 위한 시헙방법이다.

2. 분석방법의 종류

2.1 가스크로마토그라프법

2.2 형광분광광도법

3. 시료채취방법

2.1 시료채취 위치 선정

제4장 제1절 (시료채취방법)의 2.2의 구정에 따른다.

3.2 시료채취 장치 및 기구

4. (분석방법)의 각 분석방법의 장치 및 기구편에 따른다.

3.3 시료채취기간

4. (분석방법)의 각 분석방법의 시료채취편에 따른다.

4. 분석방법

4.1 가스크로마토그라프법

4.1.1 적용범위

이 방법은 환경대기중에서 포집한 먼지중의 여어가지 다환방향족 탄화수소(PAH)를 분리하여 PAH중에서 벤조(a)피렌의 농도를 구하는 방법이다.

4.1.2 시  약

⑴ 필터추출용매

아세토니트릴, 벤젠, 싸이크로헥산, 메치렌클로라이드 또는 기타 적당한 용매

⑵ 톨루엔

⑶ 증류수, 이온교환수

⑷ PAH 표준물질(PAH를 함유하는 적당한 표준품)

⑸ 교정 용액 0.25□/□ ※※: GC(FID), HPLC(형광검출기)에 의해 각 PAH 표준품의 순도와 비점을 점검하는데 사용된다.

※각 PAH 25□을 달아서 100□에 메스플라스크에 넣고 톨루엔으로 표선을 맞춘다.  이 용액은 빛이 차단되고 냉장고에 보관하면 6개월간 안정하다.

⑹ 헬륨

⑺ 수소

⑻ 공기

4.1.3 장치 및 기구

⑴ 시료채취용 샐플러

① PTFE 멤브레인 필터(Pore Size 2□, 직경37□)를 카세트 필터홀더에 정착시킬수 있는 샘플러(ZEFLOUR, Membrane, Pleasanton, CA 또는 이와 동등한 것)

주의) 햇빛이 비치는 곳에서 샘플링을 할 때는 시료가 분해되는 것을 방지하기 위해 카세트를 호일-랩으로 싼다.

주의) 무게를 달기전에 싱온에서 24시간 동안 방치하고 필터를 꺼내 무게를 단다.

② 흡착튜브 : Sampling후에 쓰이는 프라스틱캡을 갗춘 것 흡착제는 XAD- 2resin(앞 : 100□, 뒤 : 50□) (Supelco ORBO 43 또는 이와 동등한 것)

⑵ 21/min의 유속으로 8시간이상 작동 가능한 Sampling 펌프

⑶ 알미늄 호일

⑷ 20□ Vial(재질 : 유리, PTFE Cap)

⑸ 냉매

⑹ 핀셋

⑺ 필터(PTFE 또는 나이몬제, 0.45□)

⑻ 5□ 피펫

⑼ 주사시 또는 마이크로 피펫(1~100□)

⑽ 초음파 세척기

⑾ 가스크로마토그라프(FID), 캐필러리칼럼 및 인테그레이터

⑿ 메스플라스크(10□, 100□)

4.1.4 시료채취

⑴ 표준 샘플러를 이용하여 각각의 시료채취용 샘플러를 교정한다.

⑵ 21/min 유속으로 시료채취량이 200~1,000□ 되도록 시료채취 펌프를 작동한 다.

⑶ 시료채취후 즉시 20□ 바이올에 핀셋으로 조심스럽게 필터를 옮겨 넣고 침전물이 흐트러지지 않도록 끝부분에 필터를 고정시킨다. 바이올의 뚜껑을 막고 알미늄호일로 그것을 싼다.

이 단계에서 주의할 점은 빛에 의한 분해 및 승화로 인한 분석상의 손실을 피할 필요가 있다.

⑷ 흡착튜브에 뚜껑을 하고 알미늄호일로 싼다.

⑸ 자루에 넣은 격리된 용기에 넣고 실험실로 옮긴다.

4.1.5 시료준비

⑴ 실험실에서 시료를 냉각시킨다.

⑵ 아래사항을 고려하여 적당한 용매를 결정한다.

① 무게달기 전에 시료필터를 싱온에서 24시간 방치한다.

② 필터무게를 달고 각 포집된 총 무게를 측정한다.

③ ⑶의 내용을 참조하여 시료필터를 추출하는데, 첫 번째는 아세토 니트릴로  추출하고 두번째는 벤젠, 세번째는 싸이크로핵산, 네번째는 메치렌크로라이트로 추출한다. 만약 적당하다면 번갈아하는 용매를 사용한다. PAH는 필터에 포집된 입자상물질에 의해 흡착 및 내부 이송될 수 있으므로 각 시료매트릭스로 부터 PAH의 회수를 최대화시키는 용매를 결정할 필요가 있다.

예를들면, 메치렌크로라이드와 벤젠 : 에타놀(4:1 V/V)은 디젤배기 입자에 포함되어 있는 PAH의 추출에 추천된다.

④ PAH 추출을 행한다.

포집된 시료의 량에 PAH의 총량을 정규화 한다.

⑤ PAH의 횟수를 가장 높게하는 용매를 선택하며 시료필터를 추출하는 데는 선택된 용메를 사용한다.

⑶ 필터의 추출

① 필터를 넣은 각 Vial에 선택된 용매 5□를 넣는다.

② Vial의 뚜껑을 막고 초음파용기에서 15~20분간 추출한다.

주의) 흡착성이 높은 입자상물질의 량이 많을 때는 Soxhlet추출을 할 수도 있다.

⑷ 흡착제로부터의 PAH의 탈착

① 흡착제 전면(더 넓은 면)의 앞부문에 있는 각 흡착튜브에 선이 나 있으며 자국이 있는 선에서 투브를 부순다.

② 클라스울 플라스크를 떼내고 앞면 흡착제를 시험관에 옮기며 뒷면 흡착제를 두 번째 시험관에 옮긴다.

③ 각 시험관에 톨루엔 5□를 가하고 뚜껑을 한다.

④ 30분간 방치하고 가끔 흔들어 준다.

⑸ 0.45□ 멤브레인 필터로 모든 시료추출물을 걸러준다.

4.1.6 교정 및 회수·탈착효율

⑴ 적어도 5개 표준용액으로 매일 교정한다.

① 10□ 메스플라스크에 톨루엔으로 교정용표준용액을 만든다.

(예) 5, 1, 0.2, 0.05, 0.005□/□)

② 시료와 표준용액을 군데군데 배치한다.

③ 교정그라프를 준비한다.(시료의 각 PAH의 □에 대한 피이크 면적)

⑵ 회수 및 탈착효율

① 필터로 부터의 회수(R)와 흡착튜브로부터의 탈착효율 (DE)을 사용, 사용된 필터와 흡착튜브에 대해 최소 1회 측정한다.

㉠ 마이크로시린지 또는 마이크로피펫을 사용하영 교정용 표준용액으로 각 5단계 농도수준에서 4개 필터를 Spike 한다.

필터는 어두운 한밤에 건조시켜 분석한다. R에 대한 량의 그라프는 준비한다

.※ 이 단계는 흡착성이 높은 입자상물질 매트릭스에는 사용되지 않는다.

㉡ 흡착튜브

사용되지 않은 전면 흡착제 부분을 시험관에 옮긴다. 5개 농도수준에 공시험을 더한 것의 4배한 것에 대하여 DE를 측정하기 위해 총 24개 시험관을 준비한다. 마이크로시린지 또는 마이크로 피펫을 사용하여 흡착제에 직접 교정용 표준용액을 첨가한 다음 시험관 뚜껑을 막고 하루밤 방치한다.

DE에 대한 량의 그라프를 준비한다.

② 각 시료준의 2단계 수준에서 R과 DE를 2회 반복하여 점검한다.

만약 DE 그라프의 ±5%범위에 들지 않으며 R과 DE 그라프의 측정을 다시한다.

⑶ 각 시료중앙치를 얻기 위하여 최소 3개의 공시험을 행한다.

4.1.7 측  정

⑴ 가스크로마토그라프의 측정조건은 다음과 같이 한다.

- 검출기 : FID

- 시료주입량 : 4□(10 : 1 Split)

- 칼럼 : 30m×0.3□ID, fused Silica Capillasy 1□ DB-5

- 인젝터온도 : 200℃

- 검출기온도 : 250℃□

- 온도프로그램 : 130 → 290℃(4℃/min 승온)

- 운반가스 : He 1□/min

- Make up 가스 : He 20□/min

- 교정 : 톨루엔에 의한 외부표준법

⑵ 시료를 주입하고 온도프로그램을 시작한다.

⑶ 피이크 면적을 측정한다.

(주의 1) 이때의 Retention time은 <표 1>과 같다.

(주의 2) 만약 피이크 면적이 교정범위 이상이면 적당한 용매로 희석하여 다시 분석하며 계산할 때 희석인자로 보정한다.

(주의 3) 시료에 간섭물질이 많으면 시료세정이 필요하다.

싸이크로헥산과 니트로메탄 사이의 액체-액체 분배가 광범위하게 사용된다.

4.1.8 계  산

다음 식에 의하여 공기중의 각 PAH농도를 구한다.

[eqn: C(□/□) = {W-B+Wf+Wb+bf-Bb·10 sup3} over V]

여기서 W : 시료필터에서의 각 PAH의 량(□)

Wf	: 앞면 흡착제에서의 각 PAH의 량(□)

Wb	: 뒷면 흡착제에서의 각 PAH의 량(□)

B	: 공 필터에서의 각 PAH의 량(□)

Bf	: 앞면 흡착제에서의 각 PAH의 량(□)

Bb	: 뒷면 흡착제에서의 각 PAH의 량(□)

V	: 실제로 채취된 공기량(I)

(주의) Wf와 Wb는 시료채취동안에 휘발되었을 경우 처음부터 입자상 물질이 필터외에 푑된 분해물을 포함한다.

이것은 많은 PAH(예 : fluoranthene, naphthalene, fluorene, anthracene, phenanthrene)의 중요한 분획물일 수도 있다.

표 1                    PAH의 retention time (예)

COMPUND	RETENTION TIME(min)
1. NAPHTHALENE 2. ACENAPHTHALENE 3. ACENAPHTHENE 4. FLUORENE 5. PHENANTHRENE 6. ANTHRACENE 7. FLUORANTHEME 8 PYRENE 9. BENZ[a]ANTHRACENE	not available 7.66 8.37 10.5 15.0 15.3 21.4 22.6 29.4

COMPUND	RETENTION TIME (min)
10. CHRYSENE 11. BENZO[e]PYRENE 12. BENZO[b]FLUORANTHENE 13. BENZO[k]FLUORANTHENE 14. BENZO[a]PYRENE 15. DIBEN[a,h]ANTHRACENE 16. BENZO{ghi]PERYLENE 17. INDEN[1, 2, 3 -cd]PYRENE	29.6 36.4 35.1 35.2 36.6 43.9 45.6 43.6

※ 실제	retention time은 칼럼과 age에 따라 변화될 수 있다.

4.2 형광분광광도법

4.2.1 적용범위

환경대기중에서 포집한 먼지중의 벤조(a)피렌분석에 적용하며 분석되는 벤조(a)피렌의 농도범위는 형광분광광도계의 종류에 따라 다르나 고감도 형광광도계를 사용하면 3~200ng/□, 필터식 형광광도계를 사용하면 10~300ng/□ 범위의 벤조(a)피렌을 정량할 수 있다. 본 법에서 형광분석은 1□의 액량으로 부터 3~200ng 또는 10~300ng의 벤조(a)피렌이 분석 가능하다.

4.2.2 시  약

⑴ 염화메치렌 : 특급시약을 사요언에 유리제 증류기를 사용하여 2회 증류한 것

⑵ 펜탄 : 특급시약을 사용전에 유리제 증류기를 사용하여 35~36℃에서 증류한 것을 사용

⑶ 무수에틸에테르 : 나트륨-납 합금으로 처리하여 유리제 증류기로 2회 증류한 것

⑷ 진황 황산 : 특급시약

⑸ 박충크로마토용 알루미나

⑹ 벤조(a)피렌 표준물질 : 최고순도의 것

4.2.3 정치 및 기구

⑴ 하이볼륨에어샘플러 또는 로우볼륨에어샘플러

⑵ Soxhlet 추출기(플라스크 용적 30□)

⑶ 증발기(Evaporator)

⑷ microsyringe(10□~1□까지 여러종류)

⑸ 박충크로마토용 Applicator

⑹ 전기 건조기

⑺ 진공 데시케이터

⑻ 박충크로마토용 전개조

⑼ 자외선 램프(365nm)

⑽ 형광용셀 : 내용적 1.0□, 광로길이 10□, 400~600nm광투과율이 100%인 것

⑾ 형광분광광도계 또는 필터식 형광광도계(1차광 필터 : 460nm, 2차 광필터 : 565nm

4.2.4 시료채취

하이볼륨에어 샘플러 또는 로우볼륨에어샘플러에 유리섬유 필터를 장착하여 공기를 흡인하여 필터위에 부유먼지를 포집하며 먼지를 포집하는 공기흡인량은 공기의 오염도에 따라 다르나 일반적으로 10□정도 흡인시킨다.

4.2.5 조  작

⑴ 추  출

① 먼지를 포함한 대기시료를 채취한 소형 Soxhlet 추출기에 넣고 10□ 염화메치렌용제로 추출하며 추출액은 유리섬유여과지로 여과시켜 입자상물질을 제거한다.

② 새로 소량의 염화메치렌으로 Soxhlet 추출기의 플라스크를 씻어 유리섬유 여과지로 여과시켜 위의 추룰여액을 합한다.

③ 이것을 실은 질소기류중에서 건조시켜 Evaporator(증발기)를 사용하여 감압하에서 건조시킨다.

⑵ 분  리

① 추출건고물중의 벤조(a)피렌의 분리는 박충크로마토그라프법을 사용한다.

② 박충판은 다음에 따라 만든다.

알루미나에 적당량의 물을 넣고 SLurry로 만들고 이것을 Applicator에 넣고 유리판위에 약 250□의 두께로 피복하여 방치한다. 이 Plate를 100℃에서 30분간 가열활성하여 보통 황산수용액에서 상대습도를 약 45%로 조성시킨 진공 데시케이터안에 넣고 3주이상 보존시킨 것을 사용한다. 사용시에는 형광성불순물의 유무를 자외선 램프로 점검할 필요가 있다.

③ 추출건고물을 이렁량의 염화메치렌 (통산 200□)에 녹이고 그 적당량(10~150□)을 알루미나박충의 하단으로부터 1.5□위치에 도포한다.

④ 이 Plate를 펜탈·에칠에테르(19 : 1, V/V)와 함께 전개조내에 넣고 어두운 장소에서 15□ 전개시킨다.

⑤ 전개종료후 전개조에서 Plate를 끄집어 내어 보통 암소에서의 자외서노사에서 청색형광을 나타내는 벤조(a)피렌 표준물의 Spot에 대응하는 시료의 청색형광 Spot에 겸출지를 가볍게 붙인다.

⑥ 부친부분을 조심스럽게 긁어서 이것을 미세하게한 후 한쪽끝을 글라스울로 채운 작은 유리관에 넣는다.

⑦ 실온에서 강압건조시킨 건조물을 1□의 진한 황산에 녹인다.

4.2.6 측  정

⑴ 표준물질과 시료의 진한황산용액을 무형광셀에 넣고 여기광파장을 470nm에 설정하여 540nm의 형광강도를 구한다. 필터식형광광도계로 측정하는 경우 여기광측의 필터에서 460nm의 투과피이크가 겹치기 때문에 간섭필터를 이용하며 형광측 필터에서는 565nm의 투과피이크가 겹치기 때문에 간접필터를 사용한다.

⑵ 형광광도 검량선※으로 진한황산용액중의 벤조(a)피렌 농도를 구한다.

※검량선은 순수한 벤조(a)피렌의 진한황산용액을 사용하여 작성하여 3~200ng/□의 범위에서 원점을 지나는 직선관계가 얻어진다. 필터식 형광광도계의 경우 10~300ng/□ 범위내에서 직선관계가 얻어진다.

4.2.7 계  산

환경대기중의 벤조(a)피렌 함량은 다음식에 따라 계산한다.

[eqn: B(a)P (ng/□, air) = Cs×Rx over V×Rs]

[eqn: B(a)P(□/g, dust) = Cs×Rx over Wt×Rs]

여기서 B(a)P : 벤조(a)피렌의 약자

Cs : 박층 Plate에 도포한 표준벤조(a)피렌량(□)

Rs : 진한황산 1□에 녹인 표준벤조(a)피렌 Spot 용액의 형광강도로 부터 얻어진 벤조(a)피렌량(ng)

Rx : 진한황산 1□에 녹인 시료벤조(a)피렌 Spot 용액의 형광강도로 부터 얻어진 벤조(a)피렌량(ng)

V : 먼지포집에 요한 공기흡인량(□)

Wt : 포집먼지량(□)

제 5 장  기타시험방법

제1항 유류중의 유황함유량 분석방법

1. 적용범위

이 분석방법은 연료용 유류중의 유황함유량을 측정하기 위한 분석방법에 대하여 규정한다.

이 시헙방법중 경질유 시험은 무게법, 중질유 시험은 연소관 공기법을 주시험 방법으로 한다.

2. 분석방법의 종류

2.1 램프식 분석방법(무게법)

밀폐램프내에서 공기를 공급하며 시료를 완전 연소시킨다. 이때 생성되는 황산화물을 과산화수소로 흡수시켜 황산으로 만든 후 황산바륨 형태로 침전시키고 ㅡ 침전물의 무게를 정확히 달아 유황함유량을 산출한다.

이 방법은 유황함유량이 0.002wt.% 이상인 유류에 적용되며 가솔린, 등유 등과 같이 램프에 의해 완전히 연소가 되는 것에 대해서는 직접 연소법을, 경유, 중유 등과 같이 직접 연소법으로는 완전히 연소되기 어려운 것에 대해서는 혼합연소법을 사용한다.

2.2 연소관식 분석방법(공기법)

석영연소관내에 공기를 보내며 시료를 완전 연소시킨다.

이 때 생성되는 황산화물을 과산화수소로 흡수시켜 황산으로 만든 후 수산화나트륨 표준액으로 적정하여 유황함유량을 산출한다.

이 방법은 유황함유량이 0.01wt.% 이상인 유류에 적용되며 원유, 경유, 중유 등의 시험에 주로 사용된다.

비고 : ① 금속 유기화합물, 염소, 인 또는 질소화합물을 함유한 첨가제가 들어 있는 시료의 시험시에는 이 방법으로는 정화한 값을 얻을 수 없는 경우가 있다.

② 원유 시험시에는 시료의 휘발을 막기 위해 신속히 시료를 달아서 연소관에 넣는다.

3. 분석방법

3.1 램프식 분석방법(무게법)

3.1.1 장  치

⑴ 램  프

그림1(a)와 같은 구조, 치수의 버어너와 용량 25□인 삼각플라스크로 되어 있 다. 버어너는 등식 이중관으로 외관에 가지가 달려있고 플라스크, 버어너 및 등피의 접속부는 각각 갈아 맞춤을 사용한다. 버어너의 상단은 잘 갈아 내, 외관 모두 한 평면이 되도록 평평하게 하고 내관에는 심지를 넣는다. 버어너의 하단에는 등피에 접속하였으며 고무 밴드나 금속제 용수철을 등피와 플라스크의 걸이에 걸어서 고정시킨다.

⑵ 심  지

깨끗하고 균질인 2~3□/□의 새 면심지 4개를 꼬아서 사용한다.

⑶ 등  피

그림1(b)와 같은 구조, 치수의 것을 사용한다.

⑷ 흡수관 및 트랩

그림1(c)와 같은 구조, 치수의 것으로 흡수관의 큰쪽관 안에는 직경 150~200□의 가는 구멍이 있는 유리필터를 봉해 넣는다. 유리필터는 흡수관에 50□의 물을 넣고 공기를3□/분으로 통과시켰을 때 입구와 츨구의 압력차는 150~230□ H2O이고, 공기가 균일하게 분산되는 것이어야 한다.

⑸ 흡인장치

흡인분지관에 압력 조절장치, 흡인조절 콕크 등을 붙인 것으로 그 배열은 그림 2(a)와 같다. 이 장치를 각 흡수관에 3□/분으로 공기를 흐르게 하고 대기압보다 약 400□H2O 감압을 유지할 수 있는 충분한 용량의 진공펌프에 연결한다.

⑹ 공기 공급장치

공기 공급장치는 버어너의 분지관에 약 200□H2O, 등피분지관에는 10~20□H2O의 거의 일정한 압력으로 깨끗한 공기를 공급할 수 있는 것이어야 하며 그 구성은 그림 2(b)와 같다. 연결관은 공기의 흐름을 방해하지 않도록 내경을 6.3□이상으로 한다.

그림 1  램프식 유황함유량 분석장치

그림 2 흡인장치 및 공기 공급장치의 배열

3.1.2 시  약

⑴ 과산화수소(3%) : 과산화수소(30%)를 물로 사요할 때마다 희석하여 만든다.

⑵ 염화바륨용액 : 염화바륨 100g을 물에 녹여 전량을 1□로 한다.

⑶ 희석액 : 희석액은 유황함량 0.001wt%이하이고, 시료와 혼합연소시 그을음이 나지 않는 것이어야 하며 n-헵탄, 이소옥탄, 또는 무수에틸알코올이 적당하다.

⑷ 염산 : 화학용 특급(비중 1.18)을 쓴다.

⑸ 세척용수산화나트륨용액 : 수산화나트륨 100g을 물에 녹여 전량을 1□로 한 다.

⑹ 세척용 황산용액 : 황산 60□와 물 940□을 혼합하여 만든다.

3.1.3 시험준비

⑴ 그림 2(b)의 첫번째 세척병에 300~400□의 세척용 수산화나트륨용액을 넣고 두 번째 세척병에는 같은 양의 황산과산화수소 혼합액[물 300□, 3.1.2 ⑹과 같이 조제한 세척용 황산용액 30□와 과산화수소수(3%) 30□]을 넣는다.

장치를 매일 사용할 때에는 이들 용액은 1주일에 2회 교환하고 또 그 부피가 최초의 2/3 이하가 되는 때에는 반드시 교환한다.

⑵ 장치의 조립이 끝난후 흡수관에 30□의 물을 넣어서 흡인분지관의 압력이 대기압보다 약 400□H2O의 감압을 유지하고 등피의 출구를 열었을 때 3□/분의 공기가 각 흡수관 속에 흐르도록 흡인분지관과 트랩사이의 각 콕크를 조정한다.

⑶ 각 흡수관의 큰쪽관에 과산화수소수(30%) 30□를 넣는다. 이때 바탕 시험용으로 흡수관 1개를 여분으로 준비한다.

트랩과 등피를 붙이고 이것들을 각각의 분지관에 고무관을 써서 연결한다. 등피의 구멍을 콜크로 막는다.

⑷ 버어너 조절밸브를 닫은 채로 흡인조절 장치쪽의 콕크를 완전히 열고 흡인분지관에서의 압력을 대기압보다 약 400□H2O 감압이 되도록 조정하고 깨끗한 공기를 넣는다.

비고 : 공기의 흐름을 균일하게 하려면 흡인분지관의 압력을 조정하는 방법이 편리하다.

이 조정은 흡인조절장치의 공기 도입관을 올리거나 내려서 한다.

⑸ 버어너에 심지를 넣을 경우에는 30□의 것 두개를 절반으로 접어서 15□의 심지 네개로 만들고, 구부려서 둥그렇게 된 쪽을 버어너의 내관 상단에 끼고 금속제 갈고리로 밀어 넣는다. 심지는 잘드는 가위로 되도록 버어너의 상단에 가깝게 짧게 자르고, 자른 끝이 버어너의 상단과 평평하게 되도록 밀어 넣는다. 각 시험마다 충분히 세척한 버어너와 새 심지를 써야 한다.

3.1.4 직접 연소법

⑴ 각 램프의 플라스크에 표1에 표시한 양의 시료를 피펫에 써서 넣는다.

플라스크에는 번호를 붙인 깨끗한 콜크로 마개를 한다. 플라스크와 버어너의 무게를 5□까지 단다.

표1

유 황 함 유 량 wt %	시 료 채 취 량
	g	□
0.5 이 하 0.5 이 상	5 -10 3-5	10 5

비고 : 무게를 달때는 마개를 한 플라스크와 버어너를 동시에 저울 접시 위에 놓고 합한 무게를 한꺼번에 다는 것이 편리하다.

⑵ 각 램프의 플라스크에 버어너를 끼우고 시료가 심지의 상단에 스며오르면 고무판을 써서 버어너를 분지관에 연결한다. 알코올 램프와 같은 황분이 없는 불꽃으로 버어너의 불을 붙여 등피에 접속하는데 접속시 불꽃이 꺼지려 하면 등피와 등피 분지관 사이의 연결관을 조인다. 이와 동시에 불꽃이 연기를 내지 않고 균일한 연소상태를 유지하도록 버어너에 hsosms 공기 공급량을 조절한다.

소정의 압력을 유지시키기 위해서는 등피분지관 조절밸브를 어느 정도 조절할 필요가 있다. 연소중 특히 그 후반에서 불꽃이 작아졌을 때에는 불꽃이 꺼지는 것을 막기 위해 버어너에 보내는 공기의 공급을 줄인다.

비고:보통 시료는 선명한 황색불꽃을 내며 연소하고 그 불꽃의 모양과 크기는 버어너에 보내지는 공기의 공급량, 시료의 휘발성, 심지의 상태, 심지의 길이 등에 의 변한다. 심지는 연소를 시작하기 전에 일정하게 하고 불꽃의 모양과 크기를 공기 공급량만으로 조절할 수 있게 한다.

휘발성이 큰 시료인 경우에는 심지를 단단하게 뭉치게 하고 그 상단은 버어너의 상단보다 약간 낮게 한다. 휘발성이 큰 시료인 경우에는 느슨하게 심지를 쓰고 가온할 필요가 있다. 어떠한 경우에도 조용하고 균일한 불꽃으로 연소하며 내부에서 시료가 분출하든가 연기가 나든가 하는 일이 없도록 한다.

⑶ 각 시료의 연소가 끝나면 램프를 등피와 □리하여 불을 끈 다음 버어너에 보내는 공기를 끓고 등피에 마개를 한다, 곧 램프와 번호가 붙은 콜크의 무게를 단다. 모든 시료의 연소가 끝났으년 공기 공급을 멈춘다.

⑷ 등피 및 트랩을 30~40□의 물로 세척하고 그 세척액을 흡수관에 가한 다음 3.1.6에 따라 분석한다. 시료에 4에틸렌납이 함유되어 있을 때에는 램프를 뜨거운 물로 세척한다.

⑸ 바탕 시험용 습수관의 램프는 마개를 한채로 시료의 연소가 끝날 때까지 깨끗한 공기를 통하게 하며 흡수관내의 액은 3.1.6에 따라 분석한다.

3.1.5 혼합연소법

⑴ 각 플라스크에 희석액을 6□씩을 가한다. 플라스크에 번호를 붙인 콜크마개를 하고 5□까지 무게를 단다. 각 램프의 플라스크에 표2에 표시하는 양의 시료를 피펫으로 넣고 충분히 혼합한 다음 무게를 단다.

표2

유 황 함 유 량	시 료 채 취 량
	g	□
1 이 하 1 이 상	3 - 5 3 - 5	5 3

⑵ 버어너를 끼우고 지겁 연소법과 같이 연소시킨다. 시료가 거의 연소하여 불꽃이 꺼질 듯하면 램프를 등피에서 빼내 불을 끈다. 플라스크의 벽을 닦아 내리도록 2□의 희석액을 가하고 이것을 다시 연소시킨다. 이러한 과정을 한 번 더 반복하여 전략 10□의 희석액을 연소시킨다.

⑶ 램프의 연소가 전부 끝났으면 공기의 공급을 끊고 30~40□의 물로 등피와 트랩을 세척하여 그 세척액을 흡수관에 가한 다음 3.1.6에 따라 분석한다.

⑷ 별도로 바탕 시험용으로 10□의 희석액을 넣은 플라스크를 준비하고 ㅣ료와 함께 연소시킨다. 흡수관내의 액은 3.1.6에 따라 분석한다.

3.1.6 흡수액의 분석

흡수관내의 액을 50□의 비이커에 옮기고 흡수관내의 물로 충분히 세척하여 그 세척액을 비이커에 가한 다음 불순물을 거르고 거른액을 75□의 눈금이 있는 500□비이커에 받는다. 다음에 염산 2□를 가한 다음 끓이고 교반하면서 염화바륨용액 10□를 떨어뜨린 다음 계속 2분간 교반한다. 이어 시계 접시로 비이커를 덮고 서서히 증발시켜 75□까지 농축한다. 1시간 방냉한 후 액을 정량 분석용 여과지를 써서 경사법으로 거른다. 여과가 끝나면 염화물이 없어질 때까지 물로 씻는다. 여과지와 침전물을 무게를 미리 아는 적당한 도가니에 넣고 수분이 없어질 때까지 낮은 온도로 건조시킨다. 여과지는 불꽃이 나지 않도록 탄화시키고 촤후로 침전물이 백색이 될 때까지 적연한다.

다 타면 실온으로 될 때까지 방냉시킨후 무게를 잰다.

비고 : 이 조작들을 완전하게 하려면 젖은 여과지가 든 도가니를 찬 전기로 속에 놓고 그 다음에 전기로에 전기를 넣는 것이 좋다. 이렇게 ㅘ면 건조, 탄화 그리고 발화가 순조롭게 이상적으로 진행한다.

3.1.7 계  산

유황함유량(wt%)은 다음식에 따라 산출한다.

[eqn: S = {(P-B)×13.73} over W]

여기에서 S : 유황함유량(wt%)

P : 황산바륨의 무게(g)

B : 바탕 시험때의 황산바륨의 무게(g)

W : 시료의 무게(g)

비고 : 황산바륨의 바탕 시험 값이 1.5□을 넘는 경우에는 시험을 다시 해야 한다.

3.2 연소관식 분석방법(공기법)

3.2.1 장  치

⑴ 연소관, 어댑터 및 흡수관 : 연소관(석영제), 어댑터 및 흡수관은 그림3과 같은 구조 및 치수로 하고 모든 접속부는 연마 접속으로 한다.

⑵ 공기 세정장치(2. 8) : 활성탄용법, 세척병, 공병으로 구성되어 있으며 그 배열은 그림4와 같다.

⑶ 전기로 : 그림4에 표시한 구조 및 치수로, 고정로(11), 이동로(10), 전압조정기(14, 19), 전압계(13, 20), 전류계(18), 전기로 내 연소관의 온도를 측정하는 열전대(12) 및 온도지시계(15)를 갖추고 있어야 한다. 고정로는 대략 950~1200℃의 온도를 유지할 수 있는 것으로 하고, 이동로는 대략 500~600℃의 온도를 유지할 수 있으며 이도이 가능한 것이어야 한다.

주 : 이동로 대신 가스 버어너를 사용해도 무방하다.

⑷ 온도계 : 지시 열전도계를 사용하며 1,200℃ 이상의 온도를 측정항 수 있어야 한다.

⑸ 유량계 : 그림4의 예로 나타난 바와 같은 것으로 2300~3000□/분의 공기유량측정이 가능한 거시어야 한다.

⑹ 시료용기(보우트) : 화학분석용 자가연소 보우트로 그 치수는 표3 보우트와 같으며 석영제인 것도 무방하다.

표3                            보  우  트

단위 : □

기호 구분	넓 이	높 이	길 이	비 고
A B C	약 10 약 12 약 10	약 8 약 10 약 10	약 80 약 80 약 70

3.2.2 시  약

⑴ 과산화수소(3%) : 과산화수소(30%)를 사용할 때마다 물로 희석하여 만든다.

⑵ N/20 수산화나트륨 표준액 : 0.1N 수산화나트륨 표준액(제3장 제7항 황산화물분석법중 5.1.1 ⑵참조)을 물로 희석하여 만든다.

비고 : 유황함유량이 많은 시료인 경우 N/10, 적은 경우는 N/50 수산화 나트륨 표준액을 사용한다.

⑶ 메틸레드- 메틸렌블루우 혼합지시약(변색점 pH 5.4) : 제2장 제7항 황산화물 분석법중 5.1.1 ⑶을 참조하여 만든다.

⑷ 활성탄 : 입상 활성탄을 사용한다.

⑸ 세척용 황산(1+1) : 황산 50□를 조심스럽게 가하여 전량을 사용한다.

⑹ 세척용 수산화나트륨용액 : 수산화나트륨 30g을 100□에 용해시켜 전량을 사용한다.

그림 3  연소관·어댑터 및 흡수관

그림 4 연소관식 유황함유량 분석장치

3.2.3 시험준비

⑴ 공기세정장치에는 3.2.2 ⑷, ⑸ 및 ⑹에 규정하는 시약과 물로 채운다.

⑵ 연소관 ⑼의 한쪽 끝에 어댑터 (27)를 끼워 이것을 흡수관 (23)에 연결하고 다른 한쪽 끝은 공기 세정장치를 연결한다. 이 때 모든 접속부는 공기가 새지 않도록 한다.

⑶ 공병 (22)에 흡인펌프를 연결시켜 2,500±100□/분의 유량으로 공기가 흡인 되도록 유량조정콕크 (22)를 조정한다.

⑷ 연소관의 석영입자 충진부를 고정로의 중앙부에 두고, 고정로의 전원스위치를 넣어 중앙부 온도를 950~1,100℃로 한다.

3.2.4 시험 및 분석

⑴ 시료를 깨끗이 건조시킨 보우트에 취하여 0.1□까지 정확히 달아서 연소관의 마개로부터 약 200□되는 지점에 넣고 마개 (26)를 연소관에 접속시킨다.

비고 : 시료채취량은 유황함유량 개략치 및 사용되는 수산화나트륨 표준액의 규정농도에 따라 다음 식에 의하여 산출한다.

단, 0.1~1.0g의 범위를 넘지 않도록 한다.

W : 시료 채취량(g)

[eqn: W = 8N over Se]                 N : 수산화나트륨 표준액의 규정농도

Se : 유황함유량 개략치(wt. %)

⑵ 과산화수소(3%)를 메스실린더로 하부흡수관 (23)에 35□, 상부흡수관 (24)에 15□를 취한 후 공기를 흡인시킨다.

⑶ 이동로 또는 가스 버어너로 마개부에서부터 서서히 연소관을 가열하여 시료에 불이 븥지 않도록 증발 분해시킨다.

⑷ 보우트 및 보우트로부터 고정로 입구사이의 연소관벽에 부착된 시료의 유분이 없어지고 완전회화 될 때까지 가열을 계속한다. 이 때 흡수관에 파란 연기가 나오지 않도록 한다.

⑸ 다시 10분간 강열(800~900℃)하여 시료를 완전연소 시킨다.

⑹ 연소가 끝나면 공기의 흡인을 중지하고 연소관과 어댑터를 분리한다. 하부흡수관으로부터 어댑터, 트랩 (26) 및 상부흡수관 (24)을 분리하여 내부를 소량의 물로 수회 씻어서 그 세척액을 하부흡수관에 모아 이것을 서러 용액으로한다.

⑺ 시료용액을 메틸레드-메틸렌블루우 혼합지시약 3~5방울을 가하고 수산화나트륨 표준액으로 적정하며 자주색에서 녹색으로 변환점(pH 약 5.4)을 종말점으로 한다.

⑻ 바탕시험은 시료 및 보우트를 사용하지 않고 번 시험과 같은 조작을 한다.

3.2.5 계  산

유황함유량은 다음 식에 의해 소수점이하 셌째자리까지 계산하여 수수점이하 둘째자리까지 표시한다.

[eqn: S = {1.603N(V-Vo)} over W]

S : 유황함유량(wt.%)

N : 수산화나트륨 표준액의 규정농도

V : 본 시험시 적정에 소요된 수산화나트륨 표준액의 양(□)

Vo : 바탕시험시 적정에 소요된 수산화나트륨 표준액의 양(□)

W : 시료 채취량(g)

-참  고-

유류중의 유황함유량 분석방법

측정방법	개 요	측정범위 S(Wt. %)	비 고
봄 브 법 (Bomb) 램 프 식 (부피법) 고 온 법	산소를 압입한 Bomb속에서 시료를 연소시켜 얻은 Bomb세척액중의 황산염을 황산바륨으로 하여 중량으로유황성분을 구한다. 시료를 탄산가스 70%와 산소30 부피%로 된 혼합가스를 써서 밀폐램프중에서 연소시켜 그 연소 생성물을 과산화수소의 수용액에 흡수시켜 황산으로 만든 후 수산화나트륨 표준액으로 적정 유황분의 약 97%를 SO2로 전환시키는데 충분한 고온에서 연소하며 요오드 칼륨과 전분 지시약의 산성용액을 함유하는 흡수탑에 SO2를 통과 시킨다. 표준용액 요드산칼륨 용액을 흡수탑 용액에 첨가시키면 연한 청색이 나타남	0.1이상 0.002이상 비점350 이상 유황분 0.06이상

측정방법	개 요	측정범위 S(Wt.%)	비 고
고 온 법 방사선(X선)여기법 방사선(X선)투과법	표준용액을 더 첨가시켜 청색이 다시 안 나타날 때까지 소요된 총 표준용액의 양으로 시료의 유황함유량을 측정 시료를 넣은 시료셀에 X선을 조사하면 원소에 따라 특유한 파장을 지닌 형광 X선이 방사되는데 그 강도가 원소의 함량에 비례하므로 유황 형광 X선의 강도를 선택적으로 측정하여 유황을 정량한다. 시료를 넣은 시료셀에 X선을 투과 시키면 시료중의 유황함량에 대응하는 X선 흡수가 일어나는데 이를 이용하여 유황을 정량한다.	0.1이상 0.1이상	원유,경유, 중유등의 시험에 적합함